围攻静海、独流的胜保军计有两万余人。胜保设大营于良王庄，以主力围困独流镇，由西凌阿带领少量部队围困静海县城。僧格林沁也自杨村移营独流镇以北三十余里的王庆坨以为声援，同时防堵太平军进袭北京。此外，在天津及其附近各县尚有二万七千余名团练武装，配合清军作战。
开始，胜保军凭借优势的武器（包括八千斤至万余斤的重炮）和充足的给养，连日进行围攻，企图迅速消灭北伐军。但北伐军依托木城、堑壕顽强抵抗，使胜保军屡攻屡挫，以致束手无策。北伐军有时也抓住有利战机，对清军实施反击，并击毙率领火器营的副都统佟鉴和天津壮勇统领谢子澄等。由于久攻不下，胜保多次受到清廷申斥，最后不得不要求僧格林沁移营前线，与之合力围攻。
北伐军在静海、独流一带凭借临时构筑的工事，忍受着严寒和饥饿，抗击三四万清军和团练的不断围攻，整整坚持了一百天，充分表现出坚韧顽强的战斗精神。但终因被围日久，粮食、弹药均感困难，援军又无消息，不得已于1854年（咸丰四年）2月5日突围南走。
（二）束城、阜城之战
北伐军自静海、独流突围后，经大城县，于2月6日到达河间府之束城镇，并占据附近的桃园、西成、辛庄等六七个村庄。这一带村落稠密，树木丛杂，太平军就地取材，迅速建造土垒、木城等防御工事。
僧格林沁和胜保企图歼灭北伐军于撤退途中，率领马队紧迫不舍，当天就追到束城。不久，大队清军赶到，对北伐军继续实行包围。清军在四周挖掘深壕，设置鹿砦、木栅，防止太平军突围，并不时发起进攻。太平军凭垒固守，一俟清军接近，便施放枪炮，投掷火罐、火球，大量杀伤敌人。
束城是个小镇，粮弹给养难以补充，因此，北伐军在这里驻守一个月后，又于3月7日乘着大雾再次突围，途经献县，于3月9日抵达阜城。
阜城也是一个小邑，城内积水很多，房屋甚少。太平军除据有全城外，还占领城北的连村、对村、杜家场和城西南的塔露头村、红叶屯等村落，周围密布鹿砦、树栅，有的地方多达五六层，准备坚守。
北伐军到阜城后，很快又被三万多清军包围。不久，城北各村落入敌手。在3月25日的战斗中，吉文元受伤牺牲，北伐军的处境更加严酷。幸好这时北伐援军已过黄河北上，清廷为不使其与北伐军会合，即命胜保带领万余清军（内有马队二千），赶往山东防堵。这就减轻了对阜城的压力，使北伐军得以在此坚守两个月之久。
三、援军的北上与覆没
按照预定计划，天京当局于得知北伐军抵达天津后，应立即派出后续部队，北上增援。由于天京外围及西征战场的形势均较紧张，援军未能预先筹组和即时派出。在万不得已的情况下，临时决定放弃扬州，以便腾出部队北上增援。但扬州被江北大营清军所困，守军曾立昌部难以撤出，于是由天京派出夏官副丞相赖汉英率部前往扬州外围接应。赖汉英于12月2日出发，26日才接出曾立昌部，放弃扬州。之后，留兵一部迟守瓜洲、仪征，主力前往安庆，准备北援。北伐援军原拟由燕王秦日纲统领，秦日纲将这一艰瓦使命交给了曾立昌等人，自己仍留守安庆。
北伐援军共十五个军，七千五百人，由夏官又副丞相曾立昌、冬官副丞相许宗扬、夏官副丞相陈仕保等率领，迟至1854年2月4日才从安庆出发，经桐城、舒城、六安、正阳关、颍上，于3月1日到达蒙城。援军在这一带吸收了大批捻党和游民等入伍。3月上旬，北伐援军入河南永城、夏邑，中旬转至江苏萧县西北的包家楼、蔡家庄一带，就地取材，扎木筏渡过黄河，并占领丰县，3月19日入山东境。但担任掩护任务的二三千人未能渡河，退回河南永城，尔后转入安徽六安一带活动。由于山东清军正集结于北部地区，防堵北伐军南下，鲁西地区兵力空虚，故北伐援军进入山东后，如入无人之境，连下金乡、巨野、郓城、阳谷、莘县、冠县，于3月31日直逼距阜城仅二百余里的漕运咽喉要地临清城下。这时，援军兵力已扩充至三四万人。
奉命阻击北伐援军的胜保率部自阜城出发后，经故城入山东，于4月4日到达临清外围。北伐援军一面阻击南下的胜保军，一面猛攻临清城。12日，用地雷轰塌西南城墙两处，攻入城内，但粮秣弹药已被清军全部焚毁，仅得一座空城。在援军攻临清期间，清廷调兵遣将，很快集结兵力一万六七千人（内有马队四千余名），加上团练等约有二三万人。援军入城后，清军随即对临清形成合围，并不断用重炮猛轰援军营垒及城垣。援军展战不利，不得不于4月23日放弃临清，南退至李官庄、清水镇一带，部队伤亡逃散者万余人。
北伐援军如果坚持北上，很快便能与北伐军会师。当时清廷甚为恐慌，咸丰帝惊呼“将毙之虎，又添双翼”。但援军在临清作战失利后，领导层中对下一步的行动发生了激烈争论。曾立昌认为清军已经疲乏，又屡胜而骄，主张“乘势趋阜城，僧营不虞后路之变，此转败为胜事也！”但许宗扬和陈仕保等置北伐军数万将士的安危于不顾，说什么“众心欲南趋，北行恐多逃亡。我则深入，不如南行，明旦迅发，官军未能追也。”双方争执不决，最后南返的主张占了上风。4月27日，援军南退冠县，在清军的追击和地主武装的袭击下，被杀二三千人，新附之众纷纷溃散。曾立昌渡黄河时淹死（一说自杀）。陈仕保渡河后在安徽凤台县境内阵亡。许宗扬只身逃回天京，杨秀清将其投入东牢。
北伐援军的失败，固然与本身兵力不足及同样是孤军深入有关，但主要是缺乏坚强有力的领导和集中统一的指挥。当援军进至山东、直隶之交的临清时，竟在清军已经逼近的情况下，强攻州城，不仅劳师费时，而且陷于被围的境地。撤出临清后，援军的主要领导者不敢绕道运河以东清军防守薄弱而又不便骑兵行动的地区，继续北上接应北伐军，而是迁就某些领导成员贪生怕死和新附之众留恋乡土的情绪，卷旗南返，结果非但未能达到驰援北伐军的目的，反而先于北伐军而覆灭了。
1854年5月，天京方面又决定派燕王秦日纲再次组织增援，但秦借口“北路官军甚多，兵单难往”，不愿北行。天京当局终因金陵、庐州（今安徽合肥市）以及湖南方面战事十分紧张，无力抽兵而作罢。此后，北伐军只得依靠本身的力量作最后的奋战了。
四、北伐军的最后失败及其教训
1854年5月5日，北伐军由阜城突围东走，占领东光县的连镇。连镇横跨运河，分东西两镇，分别由林凤祥、李开芳率部据守。当天，僧格林沁即率马队追来，不久步队也赶到，又将北伐军紧紧包围。北伐军为了“另择一处”牵制清军，便商定由李开芳率领经过挑选的健卒六百余人骑马突围南下。5月28日，李开芳率队自东连镇突围成功，过吴桥，入山东境，29日袭占高唐。胜保在歼灭北伐援军后，于5月19日返抵连镇外围，得知北伐军突围南下，立即率马队跟踪追击。
此时，留守连镇的太平军仅有六七千人，而僧格林沁则拥军二三万人。清军在连镇四周挖掘深壕，构筑土城，壕深宽各二丈余，土城高一丈五六尺，厚八九尺，上安抬枪、火炮，每隔一丈支帐篷一座，设兵十名，严密围堵，企图将太平军困死。可是围攻数月，清军不但未能取胜，反而损兵折将，士气越来越低，以致僧格林沁不断受到清廷申斥。太平军方面，也由于久据连镇，粮食匮乏，仅以黑豆充饥，及至年底，粮食几尽。于是，僧格林沁在加紧军事进攻的同时，乘机开展诱降活动，北伐军前后出降者达三千余人。1855年（咸丰五年）2月17日，太平军放弃西连镇，集中力量防守东连镇。林凤祥利用僧格林沁的诱降阴谋，于2月18日派萧凤山（原系清朝县丞）等九十余人诈降清军，以便联络降众为内应，配合守军出击，打破清军的围困，但这项计划被清军识破，诈降的九十余人全部被害。3月7日，清军对东连镇发起总攻，集中炮火轰击木城，北伐军将士拚死抵抗。林凤祥在督战时身受重伤，士气大受影响。不久，木城被攻破，清军纷纷突入。太平军将士与敌人展开白刃战，大量杀伤清军。最后，太平军大部阵亡，其余或被俘，或从运河潜逃。林凤祥受伤后藏于地道深处，后被清军搜获，解送北京，慷慨就义。
李开芳率领的六百余人（突围途中扩充近千人）占据高唐的当天，胜保即率马队三百名赶到，不久大队清军集高唐城外，使这支太平军又陷入重围。李开芳得知援军溃败，早已退出临清，而高唐城高池深，粮草尚多，遂组织居民在城外立栅筑垒，开掘壕沟，并在城内挖掘地道多处，直通城外，准备依城固守。这时，胜保拥兵万余，先后用云梯、吕公车攻城，均未得逞，便改用临时铸造的重炮轰击。太平军利用壕沟地道作掩护，保存自己，并于黑夜抢修被敌人轰塌的城墙。以后，清军又改取挖地道、埋地雷的办法，也未能破城。太平军凭借坚固的防御工事，利用夜暗袭击敌营，前后三十余次，毙伤不少清军。
高唐久攻不下，胜保先后受到拔去花翎和革职留任的处分。留守连镇的北伐军被歼后，清廷便命僧格林沁移师进攻高唐，胜保被解京问罪。
僧格林沁于3月11日选精兵八千余名，抵达高唐外围，使围城清军增至二万余人。此时，李开芳得知林凤祥部已覆没，决意突围南返。僧格林沁从俘获的太平军人员中得到李开芳等急欲突围的情报后，便于3月17日夜密令南面清军分开队伍，故作疏防之势，诱使太平军由此突围。李开芳没有识破敌人的诡计，于当日午夜率部突出，向南急走。僧格林沁以马队五百余名街尾紧追，李开芳部途入据离高唐约五十里的茌平县冯官屯。
冯官屯有三村相连，外有高墙。太平军占据后，又掘壕立栅，严密防守。18日，僧格林沁率马队赶到，首先占据西边二村，然后在四面安放大炮，向冯官屯轰击，将房屋尽行轰塌。太平军在屯内挖掘纵横交错的壕沟、地道和地窖，待敌人进至鸟枪射程以内时，通过工事射孔开枪射击，清军始终无法攻入屯内。最后，僧格林沁决定采用恶毒的水灌法，强迫大批民工挖一条全长一百二十余里的水渠（历时月余），引运河水至冯官屯。4月20日，开始放水浸灌，屯内平地水深数尺，壕沟地洞被淹，粮草火药尽湿。这时，僧格林沁一面用大炮轰击，一面对太平军展开诱降活动。5月31日，清军围攻益急，太平军粮弹告罄，陷于绝境。李开芳率八十余人突围，被清军俘获（一说降于清军），后解送北京，于6月11日遇害。
至此，这支由数万精锐组成的北伐军，经过两年多艰苦卓绝的奋战，终于全军覆没。
北伐军及其援军的全部覆没，这是太平天国自金田起义以来在军事上所遭到的最严重的失利和挫折，对整个太平天国革命战争所带来的影响甚大，教训也极为深刻。究其原因，主要有以下几点。
第一，战略决策错误。太平天国的领导者在刚刚占据金陵一隅之后，就以区区二三万之众，远离后方，进军数千里，深入清王朝的腹心地区，冀图控制一二个外围要点，坚守待援，然后再增兵攻占北京，这完全是一种轻敌冒险的战略决策。战略上的这种错误决策，又未能及时察觉和改正，以致前方将士虽然英勇善战，也难以挽回失败的命运。
第二，援军派出过迟。洪秀全等决定待北伐军到天津扎住之后，再发援兵，这在当时的交通、通信条件下，显然失之过迟。如果后续部队早日派出，与先遣部队互相策应，即使不能直下京津，也可与河北、山东、河南、安徽等地蓬勃发展的人民革命运动相结合，建立革命基地，与敌人进行争夺中原的斗争。这样，北伐军和援军仍有获胜的希望。
第三，机械执行指令。北伐军打到天津外围之后，即遵照出发前洪秀全等给予的指令，在静海、独流停止待援，从而失去了根据实际情况机动作战的特长，陷入了被动挨打的困境。在从静海到冯官屯十五个月的被迫南撤过程中，一味单纯地进行阵地防御作战，虽然善于迅速构筑各种野战工事，但毕竟经受不住清军大炮的连续轰击，以致始终处于被敌军追赶、包围的不利状态。林凤祥、李开芳等如能根据前线实际情况机断行事，并通过机动作战，有计划地伏击尾追之敌，给敌军以歼灭性的打击，北伐军或不致全军覆没。
北伐军是失败了，但这支远离天京孤军远征的队伍，在地形、气候、民情均不适应的情况下，忍着饥饿和寒冷，与优势的敌军进行了近两年的艰苦奋战，大部分将士最后英勇牺牲或慷慨就义，发扬了大无畏的英雄气概，在太平天围革命战争史上写下了极其悲壮的一页。英雄们的鲜血没有白流。他们的长驱北伐，不但在政治上扩大了太平天国革命的影响，推动了北方人民的起义，而且牵制了数万清军，在一定程度上减轻了天京周围和西征战场的军事压力。
西征（1853年5月～1856年4月）
从1853年5月中旬太平军自天京出发西征，到1856年4月石达开由江西率军回援天京，为太平军西征时期。西征的战略意图，在于夺取皖赣，进图湘鄂，控制安庆、九江、武汉等军事要地，以屏蔽天京，并解决天京军民的财粮供应问题。其过程大致可分胜利进军、被迫迟却、转败为胜和乘胜反攻四个阶段。