1862年3月，曾國藩之弟曾國荃帶領數十萬大軍進擊天京，太平軍節節敗退，戰線很快逼進天京。面對彪悍的湘軍，太平天國軍民拼死抵抗。他們知道，曾國藩的湘軍沒有上級政府的撥款，所有的餉銀都是來自南方各地籌集資款，也就是說他們沒錢，攻下城池免不得要縱兵殺人，搶錢搶東西，城破就意味著死亡。

此時，太平天國最強悍的將領忠王李秀成正率軍在上海郊區與英法聯軍、華爾洋槍隊以及李鴻章的淮軍大戰。洪秀全急命回軍援救天京，李秀成親率13名將領、20萬人前往上游解天京之圍。

救援部隊與天京守軍配合，向駐紮在雨花臺大營的湘軍發多次發起進猛攻，前後激戰46天，湘軍採取堅壁固守的戰術拼命抵抗，太平軍死傷慘重，始終未能攻破曾國荃的戰壕。回援天京的作戰以失敗而告終。

雨花臺會戰失利後，洪秀全又制定“進北攻南”之策，命李秀成率軍進兵皖北，吸引圍困天京的曾國荃的湘軍前去救援，以解天京之圍。於是，李秀成從雨花臺撤圍進行“進北”，湘軍水陸兩軍配合，對李秀成圍追堵截，將士傷亡慘重，只得退回天京。“進北攻南”計劃失敗，天京形勢更趨緊張。

1863年11月底，蘇州失守，慕王被殺。不久，杭州也被左宗棠攻陷。此時不僅天京以北等地早已控制在湘軍手中，而且天京以南等地也都陸續被湘、淮軍攻佔，天京遂變成座在敵人嚴密包圍下的孤城。

鑑於天京形勢危急，李秀成提出“讓城別走”，離開天京。可洪秀全卻不捨得他好不容易營造的溫柔鄉，一心守住天京繼續做他的天王。他堅信：天父天兄會保佑他擊敗清軍，他會平安無事。

至1964年初，湘軍已經圍困天京兩年之久，城內糧食斷絕，許多人飢餓而死。天王洪秀全下令:“合城俱食甜露”。所謂的“甜露”其實就是苔蘚魚草。為了哄臣民吃草，洪秀全帶頭吃“甜露”，還稱其營養豐富、味道不錯，可是這種雜草總是不能吃太多的，不久天王就病倒了。但洪秀仍然相信天父會救他，拒不服藥，致使病情日趨加重。1864年6月3日，洪秀全病逝，結束了風雲宕蕩的一生，終年51歲。

李秀成見湘軍攻勢猛烈，久守天京已是不可能，於是組織了一支敢死隊，突出太平門，企圖衝破湘營，一舉破敵，但依舊未能如願。與此同時，曾國荃採納了提督李黃臣的建議，用百餘門炮，晝夜對天京城內進行猛攻。這樣，太平軍在猛烈炮火連攻之下，很難立足城上，更難以看到城下的情況。李秀成再次率領數百名精兵，從城門衝出，傍城根攻擊湘軍炮壘。不料湘軍提督李臣典、彭毓橘等人，率軍左、右突出，李秀成見自己力量單薄，不得不率軍回城，未能達到作戰目的。城內的太平軍早已精疲力竭，雖然連續組織幾次反攻，都未能成功。

1864年7月3日，湘軍攻佔天京城外最後一個據點地保城，居高臨下，架起數十座大炮，向天京城內日夜轟擊。7月19日中午，湘軍攻破城牆，天京陷落，忠王李秀成攜帶洪秀全的幼子趁亂出逃，最終被湘軍抓住殺死。太平天國運動宣告失敗。