1862年10月13日，太平天國戰(zhàn)爭史規(guī)模最大，用兵最多，費(fèi)時46天的雨花臺大戰(zhàn)開始了。

當(dāng)日，天氣晴朗，陽光普照，由李秀成率領(lǐng)的十余萬精銳，東自方山，西至板橋鎮(zhèn)，旗幟如麻刀槍似林，層層排列席卷五六十里，向雨花臺的湘軍大營發(fā)起進(jìn)攻。湘軍不滿三萬人，且半數(shù)染??；曾國荃采取了以逸待勞、以守為攻的戰(zhàn)術(shù)迎敵。

戰(zhàn)斗一開始，太平軍就倚著人多勢眾，還擁有當(dāng)時最新式的兵器開花大炮和兩萬桿包括來復(fù)槍的后膛槍，分東西兩路圍攻，曾國荃嚴(yán)令諸兵將固守營盤，不得孟浪出壕野戰(zhàn)。

15日，西路太平軍直趨江心洲，以斷湘軍糧道，曾國荃連夜趕筑十幾座營壘。18日，太平軍圍逼西路已六天六夜，相當(dāng)疲倦，曾國荃以為可乘之機(jī)，派兵越壕，毀壞太平軍營壘四座。

李秀成親督東路，以洋槍、洋炮猛烈轟擊湘軍，并潛挖地道，直達(dá)湘軍營濠外，如有遇明地道則束草填溝，鋪板于上，將士前赴后繼，奮不顧身。就這樣日以繼夜、夜以繼日，連續(xù)攻擊了十天十夜，陣斃清軍副將倪桂等人，情勢危急下曾國荃親自上陣督戰(zhàn)，臉部左頰亦中一彈受傷，流血不止，把衣襟都染紅了。

曾國荃面臨困境，每天書寫一信，向老兄曾國藩訴說苦狀，遠(yuǎn)在安慶的曾國藩得悉后，成日心膽俱碎，憂灼憤郁，所謂:心已用爛，膽已驚破。他要保持實力，幾次寫信于老弟要求他撤兵。但曾國荃繼續(xù)堅持,不為所動。

10月25日，太平軍侍王李世賢又自浙江率軍四萬前來助陣，會合李秀成等部，連營一百里，連續(xù)十二天多次猛撲湘軍大營，并再次在雨花臺開挖地道，炸塌清營墻幾處，太平軍踴躍爭先，呼聲動地，沖入缺口者有幾千人。湘軍全力用火藥傾桶倒下延燒，使得湘軍大營又未被攻破。

曾國藩兵圍天京，非常重視本部人馬的給養(yǎng)。他命其弟曾貞干部駐扎三汊河、江東橋，傍水筑壘以保西路糧道，使他能以源源不斷的兵力、糧草、軍火支援前線；李秀成等一味在沙場硬拼，刺刀見紅,不把強(qiáng)勢兵力放在攻占三汊河、江東路，切斷敵人運(yùn)輸線。這是一個失策。但更不利的是太平軍在此次攻堅戰(zhàn)中沒有水師，而讓湘軍彭玉麟等水師壟斷長江保護(hù)水上運(yùn)輸線，遂使曾國荃大營時時得到救濟(jì)和補(bǔ)充。

彭玉麟此戰(zhàn)功勞甚大，以致于他多年后去世后郭嵩燾給他寫的挽聯(lián)還專門講了這次大戰(zhàn)運(yùn)輸后勤的事。

通過水師運(yùn)輸，曾國藩從安慶等地調(diào)撥，補(bǔ)充兵源，這天又有三千勁旅乘船前來，進(jìn)入雨花臺大營。

此后，太平軍已呈強(qiáng)弩之末，營壘屢被燒毀，所挖地道亦常遭湘軍反挖地道，熏以毒煙，灌以臟水,或伐木作薪，堵塞洞口。這時上海前線又傳來失利消息，譚紹光、陳炳文分別率領(lǐng)的東征軍在青浦、嘉定交界的四江口,遭淮軍痛擊。

李秀成從來都是以蘇州地區(qū)為后方基地，在其心目中的重要性是要更高于天京的，此時很有后顧之憂，又因大軍多日膠著在雨花臺戰(zhàn)場，軍心懶散，于是撤圍退走。雨花臺主戰(zhàn)場大戰(zhàn)，最終以太平天國的失敗而告終。