李秀成為了牽製湘軍兵力，正在安徽西部作戰，得到蘇州告急的報告，不願丟掉自己的領地，命令部隊急速東返。李鴻章邀約曾國荃在上遊攔截。
曾國荃推想，李秀成如果不南援蘇州，就會北攻揚州裏下河。他采取的對策是加緊對天京的圍攻，來牽製李秀成的部隊。
劉連捷和鮑超等人的部隊已經攻克巢縣、含山與和州，湘軍南北連成一氣，士氣大為振奮。
湘淮軍在江蘇東南部的戰線到6月初已經向北推移，劉銘傳所部駐紮鹿苑，正在攻取楊舍。楊舍隸屬於江陰，位於蘇州與常州交界處，曆來就有城牆，太平軍占據此地，屏衛江陰和無錫。
6月4日，黃翼升的水師從夏港出兵，攻破江陰。6月5日，劉銘傳率部逼近楊舍紮營，劉盛藻則在楊舍東北角紮營。
6月8日，湘淮軍開炮轟擊楊舍，炸塌幾丈城牆，劉盛藻揮軍架設雲梯，太平軍用洋槍隊在城牆缺口處阻擊，湘淮軍傷亡慘重。劉銘傳命令部隊猛撲，劉盛藻背著木板登城，軍士們隨後衝殺，攻克楊舍。城內的太平軍無一逃生。
湘淮軍攻克昆山和楊舍以後，程學啟便開始圖謀蘇州。
與此同時，曾國荃已經做好準備，決定對天京合圍。他將部隊分為六路，於6月13日夜間發起攻擊。李臣典和副將趙三元率部偷襲雨花台石城，趙清河等部攻打聚寶門南卡，宴澧周等部攻打西卡，何玉貴等部攻打東卡，陳湜率部從中路攻擊，蕭孚泗和易良虎等部左右接應。
夜半時分，湘軍大部隊蛇行逼近石城，捆草填濠，正要登牆，太平軍驚覺，發炮轟擊，擊斃五人。敢死隊不敢上前。李臣典斬殺兩名軍士，舉旗直衝上去，部隊隨後跟進，將球箭如繁星一般射入城內。
三十一歲的寧鄉人黃萬鵬率領幾十名敢死隊員，潛入太平軍炮台，殺死守卒，轉移炮口，轟擊太平軍台壘。
黎明前，太平軍見城樓燃起大火，急忙奔去救火。湘軍乘著煙霧殺入，攻克雨花台城壘。將領們乘勝揮師猛攻，大破天京城西南的九座壁壘。
曾國荃分出兩千兵力駐守石城，修築六座新壘環衛。
李臣典因率先登城，升為記名提督，不久實授河南歸德鎮總兵。黃萬鵬因功升為參將。
李秀成已率部來到江北，聽說雨花台已失，更加擔憂。他知道湘淮軍不久前攻克了昆山，又擔心李鴻章揮師西圍蘇州，便決定率部渡到江南。這樣一來，太平軍便撤消了對安徽來安與天長以及江蘇六合的包圍。
楊嶽斌和彭玉麟的水師於6月下旬駛抵江浦，蕭慶衍的陸師開到烏江，與鮑超和劉連捷的部隊會師。湘軍勁旅開到，太平軍不敢交戰，從浦口、江浦和橋林一線撤向九洑洲。可是，九洑洲的太平軍緊閉營門，不肯接收撤來的友軍，無處藏身的太平軍戰士多數投江，還有很多人餓死。
曾國荃趁夜來到新江，與彭玉麟和楊嶽斌察看形勢。他們發現，駐防九洑洲的太平軍為了控製長江運道，修築了一座堅固的城壘，排列幾十尊巨炮，集中戰船護衛。以前，每當向榮或和春的部隊攻到洲上，駐防的太平軍便會全軍奔向江北，或者南下襲擊寧國，以牽製清軍兵力。溫紹原和張國梁雖曾攻克九洑洲，卻都無法守住。
鑒於以往失敗的教訓，每當曾國荃打算對天京合圍的時候，都興阿和馮子材都會再三對他提出警告，說九洑洲非常危險，清廷的大臣們因此對合圍是否可取，也很猶疑。上年太平軍再次攻占含山時，李世忠曾出動三萬兵力阻扼九洑洲，也被太平軍挫敗。太平軍因此而增修了壁壘，沿洲排列炮艇，認為這是固若金湯的水上堡壘。
曾國荃通過一番考察，不敢小看九洑洲的防禦力量，料定陸師很難飛渡強攻，隻有先掃清南岸的各個關隘，才能會師北攻。
湘鄉籍將領陳湜為曾國荃提供了一份絕妙的情報。陳湜在湘軍攻克安慶之後，就單獨統領一支部隊，但不久因母親去世而回家丁憂，1862年才返回軍營。現在，他的部隊截獲了一份洪秀全頒發給陳玉成的命令，上麵談到了太平軍防守天京的部署情況。於是他向曾國荃建議，一定要攻克九洑洲，截斷天京太平軍從江北得到的接濟。
6月27日，曾國荃派丁泗濱等部從秦淮向下關運動，南向用兵。又派喻俊明等部向北繞過永安洲，向草鞋峽運動。彭楚漢等人率部做後應。
彭玉麟率領水師，占據九洑洲上遊，牽製太平軍的兵力。楊嶽斌親自率領水師作戰，在枯荻上澆油，點火拋擲，燒毀太平軍的幾百艘戰船。然後，長江水師和太湖水師的軍士攀牆登城，攻克下關和草鞋峽的八座壁壘。
接著，水師駛向中關。由於水流湍急，船行太快，羅俊友中炮身亡。
6月29日，曾國荃分兵攻破燕子磯。楊嶽斌的探哨偵察到江濱有小路，可以駛達九洑洲的太平軍濠溝。楊嶽斌便和曾國荃約好，在叢莽中埋伏陸師，從堤埂的缺口鳧水而進。彭楚漢和張錦芳率領水師戰船夾住九洑洲兩端，丁泗濱率部攻打南岸中關。
6月30日拂曉，兩岸戰旗並舉，湘軍軍士們人人殊死衝殺。中關太平軍閉門不出，九洑洲駐軍在洲上埋伏洋槍隊，從三麵伺機出擊，火力猛烈，殲滅湘軍大批精銳。
到了夜間，彭玉麟下令：“不破九洑洲，誓不回師，送飯上前線，吃完再戰！”
月色冥蒙，西南風大作，湘軍水師悄悄駛近太平軍壁壘，將火箭射向太平軍戰船。風烈火猛，火勢蔓延到洲上的卡棚。喻俊明、王吉和任星元率部交替衝鋒，揮軍直上，終於在夜色掩護下成功登洲。成發翔和彭楚漢的部隊從左右登洲，殺聲震天。丁泗濱的部隊從南岸乘船飛渡，將士們冒著炮火，踩踏著屍體衝鋒，竟然一鼓攻破了九洑洲。洲上的一萬多名太平軍，在此戰中全部犧牲。湘軍水師繳獲三百多匹戰馬，全部送給陸師。
7月3日，曾國荃派兵攻擊長幹橋的太平軍壁壘，又獲大捷。湘軍肅清了天京周邊的長江江麵。
湘軍在九洑洲的捷報，曾國荃還沒來得及上奏，都興阿就搶了個先著，報告了清廷。清廷既很驚詫，又很欣賞他報捷的迅速，擔心九洑洲的太平軍逃向揚州，還命令曾國藩派兵防守裏下河。其實洲上的太平軍已被聚殲，清廷是多此一慮了。
此戰以後，清泉人江福山升任參將，隨同李朝斌率領太湖水師赴援上海。
曾國荃命令蕭慶衍率部從江浦渡到江南，駐紮在神策門。鮑超率部繞過鍾山，駐紮在孝陵衛。謀士們都說城大兵單，不宜馬上合圍，恐怕太平軍的增援部隊會趁機撼動大局。
曾國荃說：“現在浙江的湘軍正在攻打富陽，上海的湘淮軍正在攻打蘇州，賊寇各部疲於奔命，正是天亡賊寇之時。我們應該趁他們措手不及時合圍。他們四處防備，兵力分散，即使我們不能攻克金陵，對我軍在蘇州和杭州的攻戰，一定會有幫助。”
曾國藩認為四弟說得有道理，便令他增募一萬人。這樣一來，圍攻天京的湘軍兵力，已經接近四萬人。