太平军方面，杨秀清已于10月15日将湖北军事委托给燕王秦日纲统理（秦奉命巡查河道，当时已到九江），命其在湖北田家镇、半壁山一线加紧设防。太平军在田家镇至蕲州一段四十里之江岸修筑了一些土木城，安置炮位；在田家镇与南岸半壁山之间横架铁链二道，两链相距约十余丈，铁链之下排列小船数十只，配以枪炮；在半壁山扎大营一座、小营四座，山下挖掘三四丈宽的深沟，内侧建立木栅、炮台，外侧密钉竹签、木桩。为了加强该处防御，场秀清还专门派人从天京送来一座木，作为江中堡垒。此时，从武汉退回和从下游来援的太平军总数又达数万，号称十万人。他们设防虽较严密，但在作战指导上却采取消极防御的方针。
1854年10月底至11月初，清军自武汉分批出发。自武昌起程的南路湘军分为两支：一支由塔齐布率领，经武昌县（今鄂城）趋大冶；一支由罗泽甫率领，经金牛镇趋兴国。11月11日，两支湘军分别陷大冶、兴国。不久，罗泽南部进扎半壁山下，塔齐布部进扎半壁山东南十里之富池镇。
半壁山孤峰峻峙，俯瞰大江，北麓尤为陡峭，形势险要，是太平军重点守备之地。曾国藩认为，“先攻田镇对岸之半壁山，夺其要隘，则铁锁（链）一岸无根，当易拔去。”11月20日起，双方于半壁山进行了十分激烈的攻防战，太平军作战不利。23日，秦日纲亲自督军二万，与罗泽南等部湘军再战，复大败，伤亡数千人，余部退至田家镇，半壁山随即失陷。湘军派百余人缒崖而下，将横江铁链砍断。适国宗韦志俊，石镇仑、韦以德等自芜湖率援军赶到，24日配合秦日纲督军自田家镇分路渡江，进攻占据半壁山之敌。鏖战竟日，太平军各路俱败，石镇仑，韦以德等千余人阵亡，秦日纲和韦志俊率余部退回长江北岸。次日，太平军又将江中铁链钩联于南岸半壁山下。
湘军水师东下时，太平军检点陈玉成部将敌前锋阻截于蕲州。半壁山被湘军攻陷后，陈玉成于11月29日令水营突围下驶，于是湘军水师得以顺流而下。12月1日，杨载福与塔齐布等商讨进攻田家镇的计划，鉴于太平军江防坚固，确定将战船分为四队：一队专管斩断铁链；二队专管攻击太平军炮船，三队待铁链破除后直趋下游，焚烧太平军船只；四队守卫老营，防太平军袭击。12月2日，湘军战船出动，塔齐布督同罗泽南等率陆师六千人，排列南岸，以助水师声威。湘军水师傍南岸惫桨而下，直至铁链之前，“以洪炉大斧，且熔且椎，须臾锁断”。当太平军炮船前往救护时，湘军水师第二队随即上前发炮轰击，毁太平军炮船二艘。待湘军水师第一队将江中铁链破坏后，其第三队舢板船飞桨下驶，太平军水师阵势遂乱，纷纷败退。湘军舢板船疾驶武穴（今广济）、龙坪一带，从下游纵火焚烧太平军战船。时值东南风大作，太平军上游之船无法下撤，被烧毁不少。12月3日，秦日纲、韦志俊等自焚田家镇营垒，率部东退黄梅。至此，太平军苦心经营的田家镇，半壁山江防被湘军彻底突破。
太平军从湘潭作战失利到田家镇，半壁山防线被突破，以水师的损失最为惨重，前后有近万艘船只被敌军焚毁、击沉，从而使湘军水师得以在天京上游江面横行无忌。这不仅直接影响了西征战场上的陆路作战，而且使天京受到愈来愈大的威胁。
三、转败为胜
（一）九江之战
湘军攻占田家镇、半壁山后，水师前锋在彭玉麟率领下于12月8日进至九江江面。这时，太平军主力大部集中于长江北岸，清军仅凭魁玉、桂朗的部队无法取胜，曾国藩乃命南路之塔齐布，罗泽南所部湘军于12月9日渡江。曾国藩亦于次日抵田家镇，指挥北岸的作战。当日，太平军冬官正丞相罗大纲也由江西饶州率军近万人渡江至九江对岸之小池口，支援秦甲纲等部，抗击清军的进攻。12月20日至31日，太平军先后与敌军战于鄂东双城驿、黄梅、濯港、孔垄驿，接连失利，只得退入安徽境内。
1855年1月2日，罗大纲率部渡江，返守湖口。这时，石达开已带领胡以晃等自安庆抵湖口，曾国藩也由田家镇进抵九江城外。双方主帅俱临赣北前线，战事逐渐由江北移向江南。
湖口位于鄱阳湖入长江口之东岸，依山傍水，形势险要。湖口之西对岸为梅家洲，再西五十里，即为古城九江。石达开等鉴于湘军气势正盛，水师更占优势，便决定扼守要点，伺机退敌。具体部署是：石达开坐镇湖口，林启容仍率部守九江，罗大纲率部守梅家洲。
为了集中力量进攻九江，湘军加紧从江北向南岸转移兵力。1月6日，塔齐布部从上游琵琶亭渡江，次日移驻九江南门外。8日，新任湖北按察使胡林翼也率黔勇二千赶到，分扎要隘。9日，罗泽南部从下游白水港渡江。曾国藩又调副将王国才所部三千余人为预备队。这样，围攻九江的清军总兵力达到一万五千人。
九江北枕长江，东北有老鹳塘、白水港，西南有甘棠湖，西有龙开河，湖汊纵横，东南多山，地势险要，易守难攻。太平军守将林启容督军于四周严密设防，东南尤为坚固。1月14日，塔齐布、胡林翼率部进攻西门，三战皆败，死伤甚众。18日，清军发起全面进攻，塔齐布部攻西门，胡林翼部攻南门，罗泽南部攻东门，王国才率兵七百由长江水路登岸攻九华门。太平军沉着应战，待塔齐布部进抵城西时，“众炮齐放，子若飞蝗”。敌人冒死进攻，“奈地险而路曲，难以仰攻”，终未得逞。进攻其它各门之敌，也“因城上枪炮木石交施，屡次抢登，不能得手”。于是，曾国藩轻取九江的计划宣告失败。
曾国藩攻九江不下，改取“舍坚而攻瑕”的方针，留塔齐布等部继续围攻九江，派胡林翼、罗泽南等率部进驻梅家洲南八里之盔山（今灰山），企图先取梅家洲，占领九江外围要点。太平军守将罗大纲在这里“立木城二座，高与城等，炮眼三层，周围密排；营外木桩、竹签广布十余丈，较之武昌，田镇更为严密；掘壕数重，内安地雷，上用大木，横斜搭架，钉铁蒺藜其上。”1月23日，清军分路向梅家洲发起进攻。太平军凭借工事奋勇抗击，毙敌数百人，击退了清军的进攻。
（二）湖口大捷
由于清军进攻九江和梅家洲均未得逞，曾国藩等决定改攻湖口，企图凭借水师优势，先击破鄙阳湖内太平军水营，切断外援，尔后再攻九江。
1855年1月3日，当湘军陆师尚来南渡之际，李孟群，彭玉麟即率湘军水师进抵湖口，分泊鄱阳湖口内外江面。罗大纲鉴于湘军水师占优势，难以力胜，决定采用疲敌战法。1月8日夜，“用小船百余号，或二三只一联，或五只一联，堆积柴草，实以硝药，灌以膏油，分十余起，纵火下放，炮船随之。两岸出队千余人，呼声鼎沸，兼放火箭火球”，对湘军水师实施火攻。由于湘军预有准备，未能取得多大战果。此后，太平军常以类似战法袭扰和疲惫敌人，使其“彻夜戒严，不敢安枕”。太平军还在鄱阳湖口江面设置木簰数座，四周环以木城，中立望楼。木簰上安设炮位，与两岸守军相犄角，严密封锁湖口，多次击退湘军水师的进犯。1月23日，湘军水师乘陆师进攻梅家洲之机，击坏太平军设于鄱阳湖口的木簰。石达开、罗大纲等将计就计，令部下用大船载以沙石，凿沉水中，堵塞航道，仅在靠西岸处留一隘口，拦以篾缆。1月29日，湘军水师营官萧捷三等企图肃清鄱阳湖内太平军战船，贸然率舢板等轻舟一百二十余只，载兵二千，冲入湖内，直至大姑塘以上。待其回驶湖口时，太平军已用船只搭起浮桥二道，连结垒卡，阻断出路。湘军水师遂被分割为二：百余“轻捷之船”，二千“精健之卒”，陷于鄱阳湖内，留于长江内者，“多笨重船只，运棹不灵，如鸟去翼，如虫去足”，致使曾国藩“实觉无以自立”。太平军乘此有利时机，即于当晚以小船数十只，围攻泊于长江内的湘军大船，并派一支小划船队，插入湘军水师大营，焚烧敌船。岸上太平军数千人也施放火箭喷筒，配合进攻。湘军大船因无小船护卫，难以抵御，结果被毁数十只，其余败退九江附近江面。
在湖口大捷的同一天，江北秦日纲，韦志俊、陈玉成所部太平军自安徽宿松西进，击败清军参将刘富成部，占领黄梅。2月2日，罗大纲派部进占九江对岸之小池口。曾国藩以“水师既陷于内河，陆军复挫于小池口”，遂调胡林翼、罗泽南二部由湖口回攻九江，驻于南岸官牌夹。为了给湘军水师以进一步的打击，罗大纲乘势于2月11日率大队渡江前往小池口。当夜三更，林启容自九江，罗大纲自小池口以轻舟百余只，再衣袭击泊于江中的湘军水师，“火弹喷筒，百枝齐放”，焚毁大量敌船（其余敌船纷纷逃至武穴以上），并缴获曾国藩的坐船。曾国藩事先乘小船逃走，后入罗泽南陆营，复欲寻死，被罗泽南等劝止。
太平军取得湖口之战的胜利，打破了曾国藩夺取九江，直逼佥陵的狂妄企图，开始扭转了西征战场上的被动态势，从而成为西征作战的又一转折点。西征军自湘潭战败后，弃岳州，失武汉，节节退却，直至九江、湖口，形势十分不利。但另一方面，由于清军的进攻，太平军被迫缩短了战线，集中了兵力，加强了指挥，消除了战线过长、兵力分散的弱点。湘军虽然节节胜利，却预伏着种种危机：由于掳获甚多，“饱则思飏”；由于屡胜，骄傲轻敌：由于长驱直进，离后方供应基地越来越远，运输补给日益困难。正是在这种情况下，石达开等坚守要点以疲惫敌人，并利用有利地形，抓住有利时机，机智果断地分割湘军水师，进而立即主动出击，取得了重创湘军水师的重大胜利，使整个西征战场的形势为之一变。
四、乘胜反攻
（一）再克武昌
西征太平军取得湖口大捷之后，石达开、胡以晃等决定乘胜发起反攻。
2月16日，秦日纲、陈玉成等乘清军后路空虚，率部西进，击溃湖广总督杨霈所部清军万余人于广济。接着，连占蕲州、黄州，于23日第四次占领汉阳，杨霈逃往安陆。韦志俊率部自田家镇渡江，25日进占兴国，不久又进占通山、崇阳、咸宁，与秦日纲部会攻武昌。3月下旬，罗大纲牵部复占江西饶州府，不久又回安庆，与皖南太平军范汝杰部会合，进占徽州府（今歙县）等地。
湘军水师自遭太平军打击之后，又于2月20日遭暴风袭击，沉船二十二只，毁坏二十一只，曾国藩令其余七十余只全数撤往武汉，“名为速剿上犯之贼，实则修整已坏之船”。这时，曾国藩的湘军已被分割于五处：水师之一部开赴武汉整修；一部困在鄱阳湖内，由曾国藩坐镇南昌，亲自督造大船，添募水勇，准备配合江西水师伺机出击，陆师塔齐布部五千人留驻九江外围，准备继续攻城，李元度部三千人留驻湖口外围，罗泽南部三千人往援赣东。此外，胡林翼部二千余人和王国才部三千余人则先后回援武昌。显然，曾国藩所统清军由于兵力分散，已被迫由进攻转入防御，由主动陷于被动。
从3月21日起，秦日纲、陈玉成部太平军围攻武昌。困守武昌的二千清军由新任湖北巡抚陶恩培督率。武昌被围后，清军急抽兵增援。数日内，城外援兵已达万人。4月3日，秦日纲与韦志俊等督军猛攻武昌。城内清军“争缒城走，外兵亦走”，而“水师固不任城守事”，仅“自保而已”。太平军直奔城下，“用缒城绳引而上”，占领武昌城，杀陶恩培等多人（一说陶赴水自杀）。
1855年4月18日，清廷以胡林翼署理湖北巡抚，以李孟群为湖北按察使。胡林翼统率湖北清军，“屯金口，倚永师自保”，并“增募二千六百人，合王国才等军，号六千。”
太平军占领武昌后，陈玉成立即率兵一部进军鄂北，于4月上旬攻占安陆（后又失守）和云梦。5月12日，再次攻克安陆，杨霈退守随州。17日，西安将军札拉芬及副都统常亮在清廷一再督促下，率援军自河南抵随州。31日，陈玉成率军往攻，大败札拉芬等部于随州东南之五里墩，阵斩札拉芬。杨霈经枣阳逃往襄阳。6月11日，清延将杨霈革职，湖广总督由荆州将军官文接任。14日，又命曾与北伐太平军作战的西凌阿为钦差大臣，督办湖北军务，并从山东抽调镇压北伐太平军的所谓“得胜之师”四千五百人至湖北，一千五百人至河南，加强这些地区的“堵剿”兵力。
6月10日，署湖北巡抚胡林冀督军四千余人分三路反攻武昌，与此同时，王国才率部反攻汉阳，彭玉麟部水师则助攻两岸。太平军略有损失，但击退了敌人的进攻。20日，秦日纲自武昌派太平军绕袭金口，抄胡林翼部后路，迫使胡部回援。其后，双方又多次交战，互有伤亡。9月7日，韦志俊率部自武昌出发，在通城、崇阳等地太平军的配合下，于9月12日攻占金口，同时击败李孟群部水师，迫使其退守新堤（金口西南）。9月18日，湖北太平军自汉阳分兵八路围攻胡林翼和王国才部于汉阳西南之奓山。清军大溃，经大军山退往新堤。太平军没有乘胜追击，致使胡林翼得殿置整旗鼓，卷土重来，实属失策。
