郭嵩焘入直南书房，并为皇帝再三召见的消息传到曾国藩处，使这个湘军统帅兴奋不已。郭嵩焘能在皇帝身边立足，等于自己接通了与最高当局的直接联系，此事可非同小可。曾国藩遂立即给他写了一封长达四页的亲笔信，热烈祝贺他青云直上，并详细询问僧格林沁为人及其军容：“僧邸为当今贤王，天下共仰，闻其精力过人，可以终日不倦，终夜不寝，信否？所部京营兵若干，蒙古兵若干，绿旗若干，勇丁若干，可否开单见示。各将领文武中得一一相见狎习否？想其中不乏伟人，亦祈详示。”曾国藩对官场内幕无不细心，对身寄北方军事重任的僧格林沁尤为注目，此信明显有通过郭嵩焘联络僧格林沁之意。但对于郭嵩焘奏调杨载福部守天津的建议，曾国藩却极力反对。杨氏是曾国藩的水师大将，杨部为湘军骨干，曾国藩视湘军为私产，岂容他人远调北方？他借口湘勇恋家，警告郭嵩焘不要再说此类傻话。郭嵩焘自然心领神会。
第一次鸦片战争结束后，道光皇帝为国之耻辱深感痛疚：列祖列宗南征北战、威镇四方的时代过去了，自己竟然被不知什么地方来的“岛夷”打得大败。愧对先人的痛苦使他临终时遗言：“朕万年后，断不可行郊配之礼，诬朕以不德不孝。若继体之君，顾命之臣，不遵朕谕，任意强行，则是甘为我大清之不孝不忠之人矣。”并宣布自己无资格进入祖庙，这是清朝皇帝最严重的自我惩罚，使即位的咸丰皇帝深受刺激。然中外败胜已成大局，咸丰没有勇气，也没有能力扭转乾坤。他自认所能做的，就是“坚持定约，杜绝妄求”。已经失去的无法挽回，现有的局面不能再坏下去。对于洋人任何新的侵略要求，应当一律严厉拒绝。
基于上述指导思想，清政府拒绝了英、法、美国于咸丰四年（1854）、六年两次提出的修改《南京条约》的要求。但侵略者欲壑难填，他们决计以新的武力迫使清廷屈服。于是，第二次鸦片战争爆发了。
战争初始，郭嵩焘随僧格林沁到天津加强海防。他在致曾国藩信中介绍：“僧邸贤劳（朴？）实，事必亲躬，精神肆应，夜以继日，用之不竭，其坚忍耐苦，有非人所能忍受者。国家柱石，犹见其人。”咸丰九年（1859）五月，清军取得大沽之役的胜利，郭嵩焘也因赞襄军务有功，赏戴花翎。但在一片赞誉声中，郭嵩焘却深以为忧，他认为胜利只是暂时的，更大的失败可能还在后头。他尤其对僧王的“夷人不足论”持反对意见，曾17次力谏僧王不可掉以轻心。至此，两人矛盾日增。九月底，郭嵩焘奉命前往山东，一路上力却各地文武官员的送奉，不住公馆，不受饮食，各县纷传“所未闻也”。后来王门岂运同他开玩笑，说君何必如此，是否中了曾国藩的毒？郭嵩焘笑答：“涤公（曾国藩）自中古昔圣贤之毒深也。”而正当郭的工作大有进展时，僧王却上奏参了他一本。他被交部议处。在返往京城途中，他饱尝了人世之炎凉，各地官员对他不理不睬，甚至多年的至交也都不敢见他。郭嵩焘为此感慨万端，信笔成诗一首：
人生都是可怜虫，若把蹉跎笑乃公。
奔走逢迎皆有术，大都如草只随风。
回京后，郭嵩焘得了“降二级调用”的处分。或许咸丰对他仍有好感，仍令他回南书房。
咸丰十年（1860）二月，郭嵩焘以病为由，奏请回籍就医。此时山东之行引起的风波已传至南方，湘系官吏大都替他抱不平，胡林翼及其弟崑焘更来信力劝南归。唯曾国藩对他没有在中央占稳位置深表遗憾，谓遽然引退“微嫌太速”。郭嵩焘复曾国藩书则云：“久与诸贵人周旋，语言进退，动辄生咎。朝政多门，数举大狱，土付会影射，与相波澜……能不寒心”，这不仅是对僧格林沁的不满，亦是对肃顺等人操纵朝局、屡兴大狱有微词。他自知不能违心逢迎，无法敷衍下去了。
三月中旬，他怀着“滔滔天下，吾安适哉”的怅惘孤独心情，只身南返故乡。
郭嵩焘思想敏锐，远见卓识，关键时刻常能提出影响大局的参考意见，曾国藩盛赞其“善出主意”，可代表一般人对他的评论。但为人过于自信，直言无讳，有时失之偏颇，又爱负气行事。曾国藩、胡林翼等与其相交日久，深知其长处与弱点，如用其所长，避其所短，郭嵩焘无疑是一位很好的谋士。所以他回到家乡后，曾国藩、胡林翼、李续宜、曾国荃等纷纷致函，邀其襄赞军务，胡林翼更是再三致书苦求相助，并派人专门迎接。郭嵩焘百感交集，想到自己对洋务的见识不为世人所理解，抱负无从施展；国弱民穷，外患日深；举国一片“乱世”景象……愁从中来，郁肠百结，便闭门谢客，只是潜心读书。
郭嵩焘的再次出山，是在两年以后的同治元年（1862）四月。这时曾国藩的“铺面”已很大，李鸿章也已在上海立足。李便致书曾国藩，问是否可让郭嵩焘担任苏松太道。曾国藩不以为然，说郭嵩焘的脾气为官场难容，李如用郭任此职，“将来多般棘手，既误筠公（郭），又误公事”。曾、郭相识二十余年，曾国藩素有知人之明，看出郭嵩焘文人气质太浓，性格直而偏激，思想敏锐胜于常人，知而必言，言必激他人之怒，不宜做官。但李鸿章一心想巩固自己的地盘，感到郭嵩焘纵有如曾国藩所说的缺点，也毕竟是自己人，总比江浙原有的地方官可靠，因此坚持保荐。但因曾国藩反对郭嵩焘任苏松太道，李鸿章便改荐郭嵩焘任苏松粮道，以代替杨坊。
四月八日，皇帝诏命郭嵩焘为苏松粮道。
但郭嵩焘因第一次出仕便碰了大钉子，自知“才品之异，不足与共功”，不想就任。为此，曾国荃、刘蓉、李鸿章再三苦劝，其中曾国荃态度尤为急切。当时曾国荃正率军围攻天京。如能以郭嵩焘督粮饷，自然比其他人方便得多，故一再劝驾。贻书云：“弟之所以坚欲劝驾为官者……幸值长公（曾国藩）为督，少翁（李鸿章）为抚，公主持钱粮，弟提兵杀贼……”郭嵩焘不甘居人下，复为亲朋所劝，又想到咸丰、同治的知遇之恩，感到“义不容辞”，遂决定赴任。
但曾、郭是儿女亲家，一个当总督，一个督粮道，按官场规矩，这是应当回避的。所以曾国藩再致书李鸿章，由李奏明“沪中急须得人，暂不回避”。清廷以剿太平军为急务，当即“著照所请”，并命郭嵩焘“襄办军务”。至此郭嵩焘从摇羽毛扇的幕后高参，走到了前台，成为湘系势力中开府一方的地方大员了。
郭嵩焘曾于咸丰八年（1858）经李希庵、孙筱石为媒，与曾国藩订了亲家，以曾国藩第四女纪纯配其子依永（刚基）。同治五年（1866）十月，郭嵩焘为儿子正式主办了婚事。其时，郭在长沙主讲城南书院，发起修建王船山祠，并作《船山祠碑记》，介绍王船山著述。六年至七年，郭嵩焘编纂《湘阴县志》十三卷，曾国藩用了五个月时间为其审阅。八年（1869）十一月，郭嵩焘之子依永去世，他将儿子的诗文寄送曾国藩，曾国藩为这位早逝的女婿作了墓志铭。
郭嵩焘后来曾任中国首任驻外使节，出使英、法。光绪十七年（1891）卒。著有《养知书屋诗文集》、《玉池老人日记》、《郭嵩焘日记》等。
严复说，晚清以来，对传统文化熟谙于胸，又能兼采西学，融汇中外的，只有郭嵩焘和吴汝纶两人。