李鸿章的湘淮军仍然按照上一年的部署，派兵向南作战，支援左宗棠。1月6日，湘淮军攻克浙江的嘉善。
蒋益澧的部队在1月9日对杭州发起攻击。他派高连升和德克碑所部攻击凤山门，自己指挥骑兵和步兵排列在钱塘门外的秦亭山和栖霞岭，阻击增援的太平军。高连升等人的部队分几路并进，攻破十座太平军壁垒，将撤退的太平军追赶到城隍山。杨政谟率领水师攻破了江边的石垒。
第二天，蒋益澧命令部队逼近杭州城的西北面，分别驻守钱塘门、涌金门、凤山门和清波门，占据馒头山、雷锋塔和秦亭山扎营，把太平军团团围住。
1月11日，蒋益澧的部队发起了第一轮总攻。
杨昌濬等部进攻北门，太平军出城迎战。黄少春、魏喻义和刘明灯的三路人马，乘机向太平军攻杀，太平军抵挡不住，撤回城内。
刘璈等部攻打杭州城的西北角，太平军出城包抄，被朱明亮部打败。
湘军的这一轮攻击，使太平军困在城内，无法动弹。这时天降雨雪，持续不断，太平军隐伏在城内，不再出击。
李鸿章的部队在1月11日向常州西北侧发起了攻击。刘铭传抽调两千兵力增援奔牛，遭到太平军阻击，无法到达。他与郭松林约定，两部交替拔营前进。李鹤章令董凤高等部随后推进。
李秀成在上一年从苏州脱身之后，一直在为太平天国谋划后路。他到达溧阳之后，发现从溧阳到江西的饶州和景德镇之间几百里的地带上，都很难弄到粮食，于是留在江苏南部防守。他在暗地里劝说李世贤派兵进军江西，让军士们带上够吃二十天的粮食，取道长兴、广德和宁国，到江西去占据粮食丰足的地区，等待他率部过去会合。
李秀成、李世贤和陈坤书从金坛、溧阳、丹阳和常州召集几万兵力，在奔牛集结。李鹤章见太平军增兵，也增调三千兵力与刘铭传会师。
1月23日，曹仁美率部向运河上发射火蛋，焚烧李秀成的轮船。刘铭传和郭松林的部队趁势发起猛攻，大败太平军。各路太平军撤向西北方，进入丹阳。
湘淮军大将程学启的部队，正在加紧对浙江嘉兴的攻击。嘉兴指挥防守的天国荣王廖发受向程学启请降。程学启登高观察城内的部署，认为太平军固守是真，投降有诈，便不予理睬，还加大了攻击的力度。他手下的勇将何安泰在攻击中阵亡。程学启等人率部猛烈攻城，屡次攻破城墙，但太平军屡次修复，湘淮军伤亡惨重。
夹在嘉兴与杭州之间的海宁，处在两个战场之间，这里的太平军守将蔡元隆，变成了热锅上的蚂蚁，害怕湘军从嘉兴和杭州两头杀来，又担心杭州的太平军将他的部队调去。思来想去，他决定向湘军投降。蒋益澧接到请降书以后，上奏清廷，请派廖安之任海宁知府，前往安抚。
2月1日，廖安之一行到达海宁。
三十五岁的湖南巴陵人蔡元隆以前是太仓守将，玩过一次诈降的计谋，将四百名湘淮军诱入陷阱。廖安之对这次受降，早就存了一个心眼。来到海宁城下，见蔡元隆迟疑不出，廖安之及随从们怀疑他又在耍什么计谋。其实蔡元隆是担心湘军跟他算老账，所以迟疑未决。
1864年，同治三年（2）
廖安之派人进城，对蔡元隆说：“廖大人有令，集合所有头领，一起出城去见廖大人。”
过了一会，蔡元隆率领头领们出了城。廖安之说：“你等都是朝廷的赤子，现在身处大军包围之中，若不投降，死在旦夕。我知道你们不是假投降，才敢来此受降。如果你还想将太仓的故伎重演，就把我的脑袋拿去吧。”
蔡元隆立刻叩头说道：“在下刚才确因太仓那件事而犹豫不决，现在见大人一片至诚，在下誓死跟随大人！”
廖安之跟随他进城，进了州衙。蔡元隆撤消防卫，准备迎接湘军。
杭州的雨雪下了二十天，在2月2日停了下来。湘军早已等得不耐烦。蒋益澧知道，李鸿章的部队正在分四路攻打嘉兴，担心太平军避开湘淮军，全部向西南突围，增援杭州。雨雪刚停，他就下令发起攻击。杨昌濬等部攻破余杭的五座关卡。
第二天，湘军攻击余杭以北十里处的林清堰，这里是汪海洋的根据地。余佩玉等人率部深入，后面的部队急速跟进，无法停止。杨昌濬发现太平军的壁垒是背水修筑，担心天黑后被太平军包抄后路，无处可退，便下令缓慢撤退。
太平军果然埋伏在横港拦截，朱明亮和刘璈等人率部血战，余佩玉中炮身亡，湘军将士伤亡三百多人。
2月4日，湘军进占海宁。左宗棠将蔡元隆改名为蔡元吉，淘汰他的部队，只留下四千名精兵，让蔡元吉率领，随大军效力。又派刘树元和张景渠等人率部驻守海宁。
280
这一年的1月28日，是一个值得中国人永远纪念的日子。
这一天，中国自己制造的第一艘木质轮船在安庆成功下水试航。
曾国藩为了显示自己对这次试航充满信心，亲自乘船督看。
在上年11月试航失败之后，徐寿与华衡芳等人没有气馁，很快查明了原因，发现主要原因在于蒸汽输送不畅，导致动力不足。他们立即重新设计制造了蒸汽机汽锅，并对轮船船身进行了改进，使动力大大提高。有了这些改进，他们正式制造出一艘可以供人乘坐的样轮。
对这次试航的成功，曾国藩记载道：
看蔡国祥驾驶新造之小火轮，船长约二丈###尺。因坐至江中，行###里。约计一个时辰可行二十五六里。试造此船，将以此放大，续造多矣。
他还说，整个制造过程都是全用汉人，没有雇请洋人工匠。
安庆内军械所造船置机的成功，坚定了曾国藩的信心。他决定继续学习西洋技术，在中国运用，以求国家的富强。他的举措，为刚刚萌芽的洋务运动打下了牢固的根基。
为了发展先进的军事工业，曾国藩在安庆接见了中国第一位留美学者容闳。
广东香山人容闳从小在澳门马礼逊学堂接受西式教育，1847年到美国留学，后来加入美国籍。
容闳曾对新兴的太平天国政权抱有很大的期望，认为洪秀全会比北京的皇帝更容易接受新生的事物。他于1855年学成回国，前往天京游说洪仁Ｍ芪教旃┬行抡隽Α５翘旃耐持握叨运桓行巳ぃ缓米蠹笄宓某甲釉⑾终馕焕硌壬⒎锹宰佑馗南敕ǎ欠浅Ｈ戎杂谘笪瘛�
曾国藩不计较容闳与太平天国有过交往，与他一见如故，非常重视他的意见，并决定派他到美国采购新式机器，以便建设更大规模的武器制造厂。
与此同时，徐寿与华衡芳等人，则按照曾国藩的要求，在原有的基础上，“放大”制造新式轮船。
但是，曾国藩开创的海上军工显然还有很长的路要走。西方列强在19世纪30年代，就在战舰上装备了口径二百至三百毫米的轰击炮，这种炮发射爆炸弹，射程为二千五百至三千米。1856年的俄土锡普诺海战中，俄国舰队全歼了土耳其舰队，当时使用的就是爆炸弹。这次海战后，用风帆驱动的战舰已告别了历史舞台，装甲舰成为海战的堡垒。
281
蔡元吉投降以后，蒋益澧马上就给他派了作战任务。
2月9日，蔡元吉奉令带兵攻打海宁西北约四十里处的桐乡。蔡元吉部发起突袭，搭梯登城，被守城的太平军发觉，在城墙上抵抗。蔡元吉部一百多人负伤，停止攻城，在桐乡城的西南方扎营。
蒋益澧见蔡元吉出师不利，增派李邦达所部，联合张景渠的部队，一起围攻。
1864年，同治三年（3）
蒋益澧派蔡元吉攻打桐乡，是为了动摇桐乡守军的意志。这一招果然起了作用，桐乡太平军守将何培章于2月13日投降。
李世贤按照李秀成的主意，决定派部队前往江西开拓地盘。这支太平军携带粮食急行军，西进到安徽宁国。
李世贤和黄文金于2月13日从宁国出兵，攻占绩溪。浙江湘军将领王开琳率部前往救援。曾国藩又派毛有铭从安庆率领六千人奔赴休宁。
毛有铭的部队还没赶到，太平军已越过休宁以东的徽州，南下攻击江西。其中一部西进湖口，一部南进景德镇。另派出两支部队，一支从浙江进入玉山，另一支从福建进入建昌。这些部队相约在抚州会师。曾国藩决定让江西的湘军来对付这些太平军。
沈葆桢接到命令，派席宝田、边晓棠等将领率领一万人驻扎婺源，令韩进春率领五千人增援玉山，阻击李世贤的部队。在派往玉山的部队中，有郭式源统领的平江军老五营。
这些日子，李秀成每天劝说洪秀全离开天京，另建根据地。洪秀全坚持说自己负有天命，不肯离去。李秀成迫不得已，只好留在天京，负责城防。
曾国荃估计城内的太平军粮食即将供应不上，约杨岳斌派水师部队巡逻长江，发现有人运米入城，便将粮食缴获。又令朱洪章等人率部绕到钟山后方，断绝陆路运道。
蒋益澧于2月15日率部进占桐乡，命令刚刚投降的何培章率领三千名部属驻扎乌镇，阻塞杭州与嘉兴之间的交通，断绝两城太平军的粮食供应。
蒋益澧留下蔡元吉部驻守桐乡，把刘树元部派到嘉兴，协助程学启的湘淮军攻城。这是浙江湘军与江苏湘淮军的第一次会师。
刘树元到达后，高连升和德克碑的部队攻克了嘉兴望江门的三座石垒。
驻守嘉兴的太平军将领见湘淮军得到了增援，感到了极大的威胁，连忙四处求援。湖州的太平军全部东援，在乌镇遭到何培章所部阻击。太平军痛恨何培章投降清廷，修筑军营围攻。何培章向围攻杭州的湘军求援，蒋益澧无法前往，写信给何培章，鼓励他坚守乌镇。
曾国荃于2月23日命令朱洪章的部队攻击钟山的太平军军营，取得预想战果，控制了天京城外的陆路运粮道路。
湘军已在东坝驻扎重兵，但在太平的防卫兵力仍嫌不足。曾国荃命令投降的太平军将领韦志俊率部驻守金柱关，把长沙人朱南桂所部调来助围天京。
朱南桂带领部队，冒雪赶到天京城北扎营。他派出的哨探回来报告，太平军将领李士贵带兵赶赴句容保护粮食运输。他设下伏兵拦截，太平军弃粮逃走。
曾国荃增募的部队已经到达天京城下。曾国荃完全有条件收拢对天京的包围圈了。他于2月28日巡视洪山、北固山、神策门和太平门。太平军的防御部署一览无余。他不得不承认，天京的防御，的确固若金汤。四周城墙，大多数修筑了石垒。北面的防御格外坚实，钟山上修建了一座大城，名叫“天保”。山脊入城处也修了一座大城，名叫“地保”。太平军守着这两座大城，可以出兵挫败敌军在其他方面的攻势。因此，湘军从西南方进攻，太平军并不怎么害怕，直到湘军进驻明陵，他们才出兵力争。向荣与和春的失败，都是因为未能控制北面的工事。
1863年夏天，鲍超的部队在明陵前修建了壁垒。部队转移时，鲍超下令捣毁壁垒，方才撤退。曾国荃的部队围攻天京，时间已近两年，攻破了太平军的上百座壁垒，还是没能到达城北。现在，朱洪章部进驻钟山脚下，增修壁垒，驻扎五六千兵力，总算是堵塞了城北的通道。其余的部分有玄武湖这个自然屏障，太平军无法与城外沟通。曾国荃下一步的目标，就是要攻克天保和地保二城。
钟山壁垒的丢失，对太平军是一个沉重的打击。李秀成亲自领兵出来争夺，南攻朱洪章的军营。朱洪章与武明良率部出濠，两下夹击，沈鸿宾等部攻击右路，武文山等部攻击左路，鏖战良久，斩杀几百名太平军，将太平军逼到山上。
湘军向山上的天保城发起仰攻，罗遇春率部攀岩而上，被枪击中，几乎坠落。沈鸿宾率部赶到，军士们将火球火箭射向壁垒。太平军为了避火而突出，湘军进占钟山石垒，也就是太平军所谓的天保城。曾国荃派黄润昌等将领率部戍守。
1864年，同治三年（4）
接着，曾国荃派萧孚泗和萧庆衍出兵山北，在太平门外列队，修筑三座壁垒，由王远和等将领率部驻守。
到此为止，湘军对天京的合围完全收拢，太平军的粮食供应完全断绝。
湘军在天京北面的兵力部署如下：梁美材率部驻扎洪山，朱南桂率部驻扎北固山，堵塞神策门，其余部分是玄武湖这个天然屏障。
在这段时间里，清廷频频下诏，向曾国藩垂询如何划分长江水师。这件事关系到杨岳斌和彭玉麟的分家，他们已经无法共同指挥湘军的长江水师，只能各自指挥一支部队。清廷希望这两支水师能够防卫湖北和江西，希望得到一个最好的答案：长江水师应该分为上游水师和下游水师，还是分为内湖水师和外江水师？
282
新任陕西巡抚刘蓉在1月份到达陕西西南部的宁强。四川总督骆秉章增拨九营兵力前往陕西援助。
骆秉章上奏说，汉水以南，贼寇势力蔓延甚广，湘军刚刚在那里遭到挫败，难以迅速振作。他增拨了九营兵力，从保宁赶赴巴州，听从刘蓉调遣。现在刘蓉如果率领各部直接前往青石关，争夺汉水以南的城池，贼寇会竭尽全力抵抗，湘军的胜算不大。必须等到新募的湖南勇丁到齐以后，分多路并进，才可望肃清汉中，使四川境内不致遭到贼寇蹂躏。
这一回，清廷没有听从骆秉章的分析见解，下了一道措辞颇为严厉的诏书，说刘蓉受命任陕西巡抚，为时将近半年。10月下旬曾奏请派员回湖南招募勇丁，计算时间，现在也应已到达四川。现着令刘蓉率部火速前进，驻扎青石关，力图攻克汉中与城固，会合李云麟所部，约定日期，发起攻击，以解汉水以南倒悬之危，不得任意迟缓。
清廷之所以对刘蓉表现得如此不耐烦，一个很明显的原因是，这个湘乡人长居幕僚之位，不是驰骋疆场、战功显赫的大将，手下没有一支过硬的部队。他之所以成为封疆大吏，是因为骆秉章一力举荐，未免华而不实。清廷将他提拔为大帅，半年时间未见他在军事上显出真功夫，难免失望。清廷非常讲求实际，要的是战场上的胜利，不会仅仅为了他是桐城派的古文家，就给他高官厚禄。这一点，刘蓉本人也是非常清楚的。
刘蓉这个古文家手下兵力不够，但他的运气还算不错。正在他感到为难的时候，远在华东的天京发生的战事影响到陕西。