从8月中旬开始，清军与太平军在长沙城下展开了一系列会战。
先是萧朝贵带领本部三千人马，围攻长沙。曾水源，林凤翔，李开芳分别指挥两广老兄弟为主的刀牌手，从东、南、西三面攻打。
萧朝贵亲自带领八百多湖南的农民，挑土肩石，爬上妙高峰，准备将楚剑功送来的三门西洋大炮安放在妙高峰上，轰击长沙城内。
月13日，他们完成了妙高峰主炮台的构筑，“架炮昼夜轰，益以火箭、火弹梭掷，势甚披猖。”城南近城火力点也挥显著军事效益，太平军“踞马云庄、履升典及近城各屋，穴墙出炮”，火力杀伤城上清军。清军还击，但“箭炮不能人”近城房屋。太平军有恃无恐，攻击更猛，清军“惶恐无措”。
在火力掩护下，曾水源等从13日至18日，连续出队，“昼夜攻扑，枪炮火箭如密雨流星，城门倒破”。骆秉章等深感“万分危急”。太平军又把进攻的正面由南门向东西两翼展开，以金鸡桥、校场为前沿，猛攻南门一与浏阳门，还组织突击队，在西门游击骚扰。攻势使清军日夜紧张，兵力不足，“游兵无几”，没有生力军替换疲惫的守军，长沙城内的官绅面临着灭顶之灾。
在此时，曾国藩出面了，他“镇之以静”处事不慌不忙，有条不紊，极大地安定了城内的民心。城中地主绅士为了挽救身家性命，“带勇巡守，多人相护保城”，“甚为得力”，缓和了守军不足的困难。
曾水源突破南城之后，曾国藩派人在长沙城内挖出战壕，用麻袋装土，筑起街垒，步步为营。他勉励长沙城内的守军说：“街垒之术，乃西洋大国法兰西之制胜法宝，法国依仗此术，七败反法同盟五十万大军，连前年在本朝施虐的英夷也吃了大亏。匪共的前将军杰肯斯凯尤善街垒之术，宝庆练兵之时与国藩交谈甚久，我方得此等秘法。”
萧朝贵虽然攻破城南一角，但无法进一步推进。
月2o日，杨芳率大军赶到，指挥清军大举进犯。
东线为主攻方向，兵分三路中路由白沙井直攻太平军营垒左路由仰天湖进攻妙高峰太平军主阵地右路由蔡公坟沿城至南门大街，进攻街区太平军据点。王家琳在西线实施牵制性迸攻。曾水源等早已预防此着，加强了防御设施，在防线边缘构筑了内外两道墙垣，挖掘嚎沟，墙边、墙身皆遍布竹签，开设枪眼，与制高点上的炮兵阵地构成立体火网。同时，在墙后配置劲兵，准备伺机出击。
会战于清晨寅刻展开。中路清军气焰颇盛，冒着枪弹，“扑至墙边，争先抢上”，并“随进随拔”竹签，终于将太平军防线“外墙拆毁十数丈”。清军“一拥而人”，并“连开枪炮”掩护。“参将郑魁士正欲抢上内墙”，企图扩大战果。太平军“于墙内连开枪炮”，猛烈杀伤暴露在两墙之间的清军。郑魁士“领颅突被枪伤，血流满面”，兵勇多有伤亡，锐气尽折，只好溜回。
左路秦定三刚出队，五六百名太平军突然从妙高峰杀出，楚勇抵御。双方相持后，太平军撤走，清兵毫无进展。
右路由乌兰泰督战，清军“由蔡公坟直下”，无非放火箭焚屋、之后，清军进至外墙，拆除木板，但