同围攻安庆的情况类似，太平军主要集中在两个地方——天京和浙江，二地相互独立又相互照应。所以，曾国藩继续采用围点打援的方法：围住天京，打击来援的江浙援军。
战略一定，曾国藩兵分四路向天京进发：东路，猛人鲍超指挥，由宁国、广德进攻句容、淳化。西路，多隆阿带领，由庐州进攻浦口。南路，曾国荃指挥，由芜湖、太平进攻秣陵关。北路，李续宜带领，从镇江出兵。四路军队中，南路是主攻军队，其他三路负责打援，其中多隆阿的西路任务最重。这个布置让多隆阿心里郁结很久的不快更重了一层。
就在大军出发之际，曾国荃才火急火燎地从湖南老家带着新招募的几千湘军赶到安庆。这时候，由曾国荃统领的军队增加到了一万八千人，再加上曾国葆的四五千人，曾国荃的总兵力达到了两三万人。但是，这和南京守城的数十万军队相比，无疑是杯水车薪。曾国荃生性骄横，从军以后敢打大仗、硬仗。这次围攻天京，明知道将是一场旷日持久的恶战，他也一往无前。
曾国荃，字沅甫，号叔纯，是曾国藩的四弟。曾氏习惯按男女一同排行，他就是行九，故人称“曾九”，曾国藩亦惯称其九弟。
曾国荃小时候和曾国藩的性格迥异。曾国藩是规规矩矩，城府极深；曾国荃则是我行我素，骄横霸道。后人给他作传说他“少负奇气，倜傥不群”。曾国藩看这个九弟不像样，16岁那年，让他到京师来读经。曾国荃显然对整天坐着读圣贤书很不适应，没几天就自己回家去了。回到老家，闲时出游，心情好时看书作文，不久竟以府试第一名入县学，举为优贡。这让自以为了不起的曾国藩大跌眼镜，认定这兄弟以后肯定有出息。
咸丰六年（1856），曾国藩坐困江西南昌。曾国荃在家听说大哥在江西遭难，决心弃文就武，就在家乡募得三千湘勇，率赴江西。曾国荃一路东进，攻陷安福，逼近吉安，连战皆捷，被朝廷加赐同知官衔。
他的军队称“吉”字营，很快成为湘军嫡系。曾国荃领兵作战，由于敢战、硬气，太平军都有些怕和他的军队遭遇，因此，湘军在江西的几次著名战役，如吉安战役、景德镇战役，他的部队皆是作战主力。正是这种勇猛之气，让胡林翼对曾国荃另眼相看，称他为“罕见之将才”，调为湖北军。
安庆之战，曾国荃领着万余人，在安庆城外挖了两道长壕。曾国荃巧妙地利用这两道壕沟，和城内的守军、陈玉成的援军几番周旋，死死地定在安庆城下，最终将安庆攻破。曾国荃在这场战斗中表现出极高的指挥才能和管理部队的能力，让他一战成名。
但是，曾国荃带的队伍十分凶恶，每陷一城尽情屠杀，财物、子女尽数掠取。这和他暴躁、冲动的性格有很大关系。曾国荃的硬气也体现在他平时的待人处事上。湘军内集聚了众多的谋臣猛将，都有性格。曾国荃因有大哥曾国藩撑腰，脾气自然就大一点，鲍超、杨载福、彭玉麟、多隆阿等将领对曾国荃都有意见。
这次进攻南京，可谓是最后的决战时刻，曾国荃踌躇满志，决心一举拿下南京。不过他的目标并不在于为大清守土安民，而是为了把南京城抢空。
大军出发后，四路军队的行军速度很快拉开了差距，其中以西路的多隆阿和南路的曾国荃速度最快。明显看出，曾国荃、多隆阿从一开始就较上了劲。
曾国荃连下无为、巢县、含山、和州，直逼天京城。与此同时，多隆阿的西路军也日夜兼程朝天京进发。四月二十日，曾国荃听说多隆阿已经攻下庐州，距离南京仅一百三十多公里的路程。急了的曾国荃立即渡过长江和曾国葆会师，火速越过芜湖、东梁山、金柱山等关口，偷袭安徽太平府。然后回过头来，接连占领芜湖、东梁山、金柱山等关口，再北渡长江，经江宁、板桥、秣陵关、大胜关等长江北岸重镇，很快逼近天京。
同治元年五月四日（1862年5月31日），曾国荃首先到达南京外围，在天京城南门外的雨花台扎下营寨。一路赶来，曾国荃心里十分兴奋，然而，一见到这座朝思暮想的南京城，全军上下不禁倒吸一口凉气：天京不愧为天京！
曾国荃和他的心腹大将李臣典、萧孚泗、刘连捷、彭毓橘、朱洪章等在太平天国叛将韦俊的带领下，遥看了这座江南名城，越看心里越没底。
南京城最初建于明洪武十九年，原城墙全长34.36公里，墙高14～21米，城墙又宽又厚，可以并排通过二三十人的横队，共有城门13座。整座城池呈不规则的多边形，依山傍水，非常有利于防守。洪秀全经营南京后，把南京着实改造了一番。他让人找来江苏、安徽、江西、湖北、湖南等五省的石料和工匠，不仅加宽了城墙而且增加了高度，还用糯米等材料浇灌城墙的石头接口处。断续修筑了九年，所以说天京城用固若金汤来形容一点也不过分。曾国荃虽然攻到城下，却不敢轻举妄动。要是李秀成这个时候回来，或者是城里的太平军乘势杀出来，那他曾国荃恐怕会吃不了兜着走。于是，曾国荃又开始在雨花台一带挖壕沟，这次不是两道，而是无数道。看来，在安庆围城战里尝到甜头的曾国荃是要将挖壕沟行动进行到底了。同时，他派兵给各路人马送信，让大家赶快来援，一起包围南京。
可是，曾国荃等了多天，也不见一支部队前来。
李续宜刚要赶来，父亲突然病故，就匆匆回乡奔丧了。鲍超的东路军在路上遇到太平军悍将杨辅清，两人棋逢对手，不分出个你死我活誓不罢休。这样，能来支援的就只剩下西路的多隆阿了。西路军在出发时就和曾国荃较上了劲，怎么说也该赶到了，这多隆阿的部队到哪里去了呢？
曾国荃疑惑了，曾国藩也疑惑了。曾国藩写信给多隆阿，让他赶快去南京合围。开始时多隆阿还回信说“正在路上”，可到了后来，按兵不动了。再后来，多隆阿给曾国藩来了封信：“我要到陕西剿匪去了，你自己去围城吧。”
曾国藩立即派人送信给官文，让他追回多隆阿。但是，官文也跟曾国藩打起了哈哈，什么多隆阿，没看到啊。
其实，这是多隆阿多年来对曾氏兄弟不满的一次总爆发。凭啥恶仗、难仗都让我去打，功劳都给你们占了去。本来这次多隆阿准备快速进军到南京城，那时候曾国藩也不好意思让他去打援了。可是曾国荃首先赶到了城下，兴趣索然的多隆阿觉得再去也无趣了。而官文对湘军一贯是落井下石的，因此极力撺掇慈禧让多隆阿入陕剿匪。
这下，早早到达南京城下的曾国荃就成了一支随时都可能被打垮的孤军了。但是在别人眼里，曾国荃这时的状态倒像是怕别人来抢他的头功，多隆阿西走便是曾氏兄弟排挤他人的明证。曾国藩眼见着曾国荃危难，自己又遭人非议，真是左右为难。
这时，曾国荃害怕的事情还是发生了。手下来报，李秀成受天王洪秀全之命，率领二十万大军自苏州进抵天京城，很快对雨花台的湘军发动了进攻。曾国藩知道这次曾国荃是难逃一死了，想到又要失去一个兄弟，愁得连日吃不下饭、睡不着觉。他连连写信给李续宜，让他赶紧来救雨花台下的两万将士；同时又派人向上海的李鸿章求援。可是，李续宜因为丧父过于悲痛，竟然病倒了；李鸿章倒是满口答应，却只答应派来吴长庆、张树声所部的几千新兵。这点人能抵什么？恼羞成怒的曾国藩干脆拒绝了李鸿章的来援。
很快，李秀成的二十万大军包围了曾国荃的两万多人马。曾国荃想逃也逃脱不了，只得咬紧牙根，依靠修好的壕沟、堡垒，与李秀成展开了生死搏斗。
出人预料的是，李秀成大军自同治元年闰八月二十日（1862年10月13日）开始进攻雨花台湘军营垒，至十月五日（11月26日），共计围攻四十六天，竟然没能攻入曾国荃的壕垒，而后撤围而去，曾国荃竟然逃过了这次灭顶之灾。
曾国荃一直以来作战勇猛，用兵变化莫测，真是以两万之众胜了李秀成的二十万大军？这一直是近代军事史上的一个谜。曾国荃经此一战，声名更加响亮。李秀成呢？感觉是越到后期胆子越小，退走时，赶来的湘军援军一番穷追猛打，伤亡十几万人。从此之后，太平军再也无力对湘军进行反攻了。天国气数将尽，李秀成也难逃厄运了。
为什么李秀成二十万大军未能攻破曾国荃两万多人的营垒？奇怪的是，正史对此甚少提及，曾国藩、曾国荃也很少谈及此次战役的细节。后来王闿运在《湘军志》中写了这次战役。曾国荃听说后，令人毁掉了该书的版，还追杀王闿运。那么，王闿运到底是怎么描述这次雨花台大战的呢？
王闿运在书里说，李秀成根本就没有来救援的决心，只是洪秀全多次严令，他才不得不赶来做个样子，他的心思还是放弃南京，退守浙江、江苏、福建。另一方面，李秀成对陈玉成在救援安庆时遇到的“壕沟战法”颇为忌惮，因此，他虽然人数众多，却不敢大举进攻，害怕湘军在外围将他包围。因此，李秀成作战时只用炮击，根本没有向堡垒和壕沟冲锋。这四十六天，表面上双方喊声震天、炮声隆隆，实际上是，干打雷不下雨。一个多月的炮战之后，城里太平军不出来，曾国荃大感不妙；周围的湘军不赶来，李秀成也大感不妙。两人忽然发现，这么炮击下去实在没什么意思，更重要的是，大家都没有弹药了。于是，李秀成撤走了，曾国荃也不追赶。
李秀成撤走后，曾国藩怕太平军再度来攻，赶紧写信让曾国荃“趁势退兵”。但是，经过四十六天大战的曾国荃反而多了份“大难不死必有后福”的决心，坚决反对退兵。曾国藩见九弟不撤兵，太平军又不来进攻，就亲自去雨花台大营查看。到了曾国荃的大营，曾国藩发现这里的士气高涨，营垒、壕沟井井有条，这才放下心来。
二月二十八日（4月15日），曾国藩回至安庆，四处募兵调将增援曾国荃的部队。很快，曾国荃的队伍达到了五万多人。
4.口水仗
湘军主力陆续开抵天京城下。大军云集，城又久攻不下，军队供应问题发生了极大困难，矛盾也随之产生。其中，曾国藩与沈葆桢的争饷问题，最惹人注目。
当时江淮一带闹瘟疫，湘军大营未能幸免，一天要死掉数十百人。加上围城的士兵越来越多，很多士兵饿着肚子睡去，第二天就变成了一具僵尸。这种瘟疫的传染性极大，在湘军里很快蔓延开来。不仅很多湘军骨干死于瘟疫，曾国藩的弟弟曾国葆也死在这场瘟疫中。
曾国藩正在想方设法地找粮食，听到弟弟病死，痛苦万分。
自湘军建军以来，军饷从来都是大问题，曾国藩也为此吃了不少苦。但是当年人数不多，东挪西凑还是能应一下急。可是现在湘军曾国藩直属的就有十二万，要直接发钱的达十万人，加上各省的湘军，人数达到了三十万。曾国藩现在虽是东南之主，但是年年征战，东南的财政已经近乎枯竭，地方早就没钱可交了。同治元年（1862）以后，清廷答应湘军供应可从广东厘金、上海税厘、各省协饷里抽补，但实际上都是一些空头支票。除了广东的郭嵩焘，别的省份从来都是推了又推，最后不了了之。
在曾国藩直接管辖的四个省里，浙江的左宗棠正在大肆扩军，现在有五万之众。浙江不仅有左宗棠，还有李秀成，双方是天天打仗，左宗棠自己的兵尚且供应不足，哪有余量给曾国藩？左宗棠时不时地还向上海的李鸿章打打秋风呢。
曾国藩又想到了李鸿章。李鸿章这边也是大肆扩军备战，还要讨好洋人。可是老师来借粮，又不好不给，就将发霉的大米运来搪塞。曾国荃大骂李鸿章没良心，但后来想有米总比没有强，于是就把霉米卖给了饥民，得款买好米。
但是，情况并未缓解，断粮危机仍在上演。江、浙本是富庶之地，但因连年战火，生产停顿，粮食也就欠收。不要说无钱购粮，即使有钱也买不到粮了。南京城下仅曾国荃、鲍超的军队就达七万余人，每天最少也要吃十万斤粮食，到哪里去弄这么多的粮食？曾国荃没有办法，每天只能发四成饷，士兵连半饱都吃不上，只能煮粥度日。
饥饿是军队的大忌，湘军更不例外。因为饥饿，抢劫便愈演愈烈。曾国荃的军队本来就抢掠成性，现在更是无法无天了。他们开始成群结队，四处抢劫，而且还劫掠妇女到营中。幕僚赵烈文建议曾国荃出面制止，曾国荃说：“我欠着弟兄银子、粮食，我哪有脸去见他们？再这么下去，不用我制止，军队都会散的！”闹饷事件不断发生，曾国藩、曾国荃没有办法，只得安慰将士们，默许他们抢劫度日。
这样，军饷问题越闹越紧张，终于发生了曾国藩与沈葆桢的矛盾。
沈葆桢与曾国藩数度共事，一同抗击太平军，他的两次升官，也与曾国藩的保奏大有关系。沈葆桢就任江西巡抚后，清廷令江西省供应湘军与左宗棠的军饷。李秀成渐渐抵挡不住左宗棠的攻势，就派兵来江西釜底抽薪，要断左宗棠的粮道。沈葆桢赶紧向曾国藩求救，可是曾国藩的军队正在围着南京，根本就抽不出人来。无奈，沈葆桢就自己组军，大肆扩军。这样一来，江西的财政就捉襟见肘了。沈葆桢上奏朝廷，要停止供应湘军军饷，不仅左宗棠的不给了，曾国荃的也不给了。现在湘军军饷奇缺，雨花台各营被瘟疫闹得岌岌可危之际，沈葆桢截留了所有的供应，这下子激起了曾国藩的怒火。