1853年5月以后，太平军的精锐部队分别调往北伐、西征战场，天京附近兵力大为减弱，以致经常受到江北、江南大营清军的威胁。1854年7月，清廷从广东所调的五十只红单船陆续驶抵镇江一带江面，太平军的“龟船”①和部分营垒相继被其击毁，对天京的水上运输威胁甚大。1855年，形势更趋严重。继北伐军于当年5月全军覆没之后，天京西翼重镇太平府和芜湖又于7月被清军攻占。11月，皖北重镇庐州失陷，天京的东方屏障镇江及其对岸的瓜洲，也屡遭清军进攻，使天京受到日益严重的威胁。好在自1855年初起，西征战场转败为胜，太平军又重新夺回了武汉以及湖北、江西部分地区，湘军陷入了兵分数处，被动挨打的局面。这就使天京当局有可能从西征前线抽调大军东援，摧毁江北、江南大营，改善天京处境。
太平军击破江北、江南大营之战，历时四月有余。整个作战过程大致分为打通天京与镇江的联系、攻破江北大营、击败镇江外围之敌、攻破江南大营四个阶段。
一、打通天京与镇江的联系
清军于1853年5月就开始围攻金陵下游的咽喉要地镇江。1855年4月，江苏巡抚吉尔杭阿在镇压了上海小刀会起义之后，率清军七八千人到达镇江外围，加紧对镇江的围攻。镇江城内米粮、火药渐感缺乏，形势十分严重。所以，太平军调兵回援后，首先东援镇江。
镇江城内有太平军约万人，守将为检点吴如孝。太平军东援时，由吉尔杭阿统领的镇江外围清军兵力已增至万余人，分别驻扎于城西南之九华山和城东之京岘山一带，另由提督余万清率兵一部驻于下蜀街，总兵虎嵩林率兵一部驻于高资，准备阻截由天京东援的太平军。
1856年初，冬官正丞相陈玉成，地官副丞相李秀成等奉命自皖西率部返回天京。2月1日，秦日纲、陈玉成、李秀成等率太平军数万人自天京分两路东进：一由天京东北的观音门沿江至栖霞一带，直趋镇江；一由神策门至紫金山东面的仙鹤门，以为掩护。清军一面在仙鹤门一带迎战，一面由镇江方面派兵防堵。双方连日接战，不分胜负，后相持于龙潭、下蜀之间。镇江守将吴如孝得知天京派兵东援，曾多次派兵出城接应，均被清军堵回。
为了打破僵局，秦日纲等商定由陈玉成率少数精兵于夜间乘小船顺长江“舍死直冲到镇江”，“与吴如孝计及抽军由内打出”①，以便东西两面夹攻清军。4月1日晨，秦日纲等率大军由仓头一带向东直进，清军迎战。至午间，战斗正酣，先一日抄小路迂回至下蜀清军后路的李秀成所率三千人突然发起攻击。清军腹背受敌，阵势大乱。这时，陈玉成、吴如孝也率镇江守军赶到，两支太平军胜利会师。次日，太平军又大败吉尔杭阿等部清军，连破敌营十六座，直抵镇江，屯扎于金山、金鸡岭、九华山脚，与九华山的吉尔杭阿大营对峙。
太平军会师镇江后，连夜调集船只，载大部军队由金山渡江至瓜洲，另留夏官又正丞相周胜坤一军扼守仓头后路。
二、攻破江北大营
1853年底，太平军为筹组北伐援军而放弃扬州之后，瓜洲一带仍由赖汉英等率兵一部驻守。由于这一带地势平坦，驻该处的太平军全恃木城、深壕，引水环绕防守，多次击退江北大营清军的进攻。1854年秋，琦善病死于扬州军中，清廷以江宁将军托明阿继任钦差大臣，而以陈金绶、雷以諴帮办军务。清军为防止瓜洲太平军北进，西自仪征的新城，东至运河边的施家桥，筑长墙一道。后为了进攻瓜洲，又在长墙以南，从八里铺向东西两侧延伸，加筑土墙一道，绵亘四十余里。土墙筑成后，江北大营也前移至八里铺，并沿土墙修筑营盘和炮台各二十余座。
1856年4月2日，吉尔杭阿派人向江北大营通报了太平军将渡江北上的情报，但未引起托明阿等的重视。当晚，秦日纲、陈玉成、李秀成等率大军渡江，到达瓜洲。4月3日拂晓，太平军对土桥发起猛烈进攻，清军大败。秦日纲等督军乘胜猛进，连破虹桥、朴树湾等清军营盘。敌人望风披靡，争相逃命，溃散大半，炮械旗帐尽弃，托明阿等逃奔三汊河。太平军一鼓作气，次日又大败三汊河之敌，连破敌营一百二十余座。清军余部千余人退守秦家楼、蒋王庙一带。托明阿仅带数十骑连夜逃往扬州东北的邵伯镇。5日，太平军乘扬州城防空虚，兵不血刃地再克扬州。至此，经营了三年之久的江北大营被太平军一举摧毁，万余清军作鸟兽散。
秦日纲等率军北攻扬州，主要目的在于征集粮食，以济镇江、瓜洲守军的急需。因此，在攻破江北大营并完成粮食征集任务后，为了回军天京进攻江南大营，随即率部南返，仅留少数兵力驻守扬州，致使这个江北米粮集聚要地又于4月17日被清军江南大营所派援兵及江北大营的败兵再占。
秦日纲等本欲率军自瓜洲南渡，因得悉据守仓头的周胜坤部被清军所败，由南岸返回天京之路已被切断，乃于4月14日率兵自扬州西进，前队于16日攻占浦口，准备由此渡江南返。但就在当天，钦差大臣向荣派总兵张国梁率兵勇二千四百名由南岸栖霞附近之石埠桥渡江，配合北岸清军于4月22日攻陷浦口，27日又进占江浦，致使太平军由浦口南渡之路被阻。秦日纲等只得于28日折而东返，经仪征至三汊河，并在此休整二十余天，于5月27日由瓜洲渡江，屯驻金山。于是，大江以北仍仅有瓜洲一地为太平军所据守。
清廷因扬州之败，将托明阿等革职查办，任命副都统德兴阿为钦差大臣，统率江北诸军。
三、击败镇江外围之敌
秦日纲等率太平军南渡之后，5月29日攻占黄泥洲，并乘胜猛攻高资清营，拟打通回京之路。吉尔杭阿闻警，自九华山大营率队往援。6月1日，太平军大败高资清军，并击毙吉尔杭阿（一说吉自杀）。3日，太平军围攻九华山，清军见主帅已死，不战自溃，三十余座营盘全部瓦解，提督余万清负伤后逃往京岘山大营。6日夜，太平军从地道攻入京岘山清军西营，守敌早已溃逃。次日，太平军继续进攻东营。由于镇江告急，向荣派署江宁将军福兴和总兵张国梁率马步兵三千人自龙潭出发，经上塘、河陽绕至镇江以东的丹徒镇，于6月10日向围攻京岘山的太平军进攻。秦日纲等见防守龙潭的清军主力已前来镇江，不积极打击授兵，反而尽弃九华山营垒，于13日经高资、下蜀、龙潭返抵天京东北的燕子矶、观音门，给镇江的防御带来了不利影响。
四、摧毁江南大营（参见附图四）
当秦日纲等率军东援镇江之际，石达开率领的二三万太平军于5月2日占领安徽宁国府（今宣城），11日克芜湖， 18日进攻秣陵关。向荣见江南大营受到威胁，急忙派总兵张国梁率部前往阻截。
这时的形势对太平军十分有利。江南大营原有兵力二三万人，由于太平军东援镇江和进攻江北大营时向荣已从江南大营抽兵往援，石达开部取道皖南回京时，向荣又分调清军数千进行防堵，因而其部队被迫分布于孝陵卫、镇江、广德、溧水、宁国等宽广的地区，各处兵力都很薄弱。向荣在奏折中诉苦说：“臣军精锐，尽已调出，存营不满五千，除去疲病守营，出队仅一千余人……。”①向荣为了要求迅即增兵，难免夸大其词，但江南大营兵力空虚，确是实情。
为了调动敌人，石达开采取声东击西的战法，令其南路部队于6月13日攻占溧水。“溧水咫尺东坝，接连溧陽，均系入苏常要道”50000061_0151_1②。而屏蔽苏、常，是江南大营的主要任务之一，太平军攻占溧水，向荣认为“大局攸关”，立即调兵遣将：令江长贵部一千四百人由句容前往堵截，“先遏内犯之路”；令明安泰部“星夜拔队，由湖熟赶往援剿”；并由大营抽调亲军千名、义勇五百名“先往助仗”，随后又令得力干将张国梁选带精兵，“驰往统领督剿”，“迅图克复”。③这样一来，天京附近的清军兵力更形空虚。
秦日纲等率军回抵燕子矶、观音门后，本欲进入天京，但东王杨秀清见清军江南大营已危如累卵，严令他们必须攻破孝陵卫江南大营后方准入城。陈玉成、李秀成等进京当面向杨秀清申述：“向营久扎营坚，不能速战进攻。”杨秀清厉声说：“不奉令者斩！”于是陈玉成等“不敢再求，即而行战”。①
太平军选定孝陵卫东北的仙鹤门为主攻方向，西北的龙脖子（地保城）为助攻方向。6月17日，秦日纲、陈玉成、李秀成等率部自燕子矶移营仙鹤门。天京太平军一队数千人越过龙脖子，另一队七八千人自神策门、太平门出城，占据大小水关及冯家边一带，离仙鹤门数里筑垒，与秦日纲军相呼应。向荣派总兵王浚统带马步兵二千人前往仙鹤门防堵。18日，双方接战，未分胜负。当天，另一队太平军三四千人自龙脖子冲出，摇旗呐喊，牵制和吸引清军注意力。同日，石达开军北支队也赶到仙鹤门、尧化门一带，筑垒数十处，前锋抵达紫金山东面的黄马群，切断了江南大营赴仙鹤门的必由之路。向荣见大营危在旦夕，急令张国梁抽带兵勇千余名由溧水星夜赶回大营，并从丹陽、秣陵关调兵一千三百人回援；同时，严令王浚等“加意固守待援”，密令都司冯子材带广勇五百名，“多带火弹，夤夜潜赴黄马群”，焚烧太平军新筑各垒，以便“与仙鹤门之营通气”。②
6月19日拂晓，太平军四五千人直扑仙鹤门敌营，接着又出动数千人分七八队进行包抄，王浚等部清军溃退。与此同时，龙脖子方面的太平军也出动二三千人，排立山脚，向荣不得不从大营抽兵六百前往抵御。当天，张国梁率兵一千二百名赶至大营，但慑于太平军的声势，不敢应战，只是连夜在青马群（黄马群南）一带筑垒，妄图阻止太平军的进攻。
6月20日晨，各路太平军发起总攻。仙鹤门方向的太平军多路齐出，将敌营团团围困；另一路太平军二三千人翻过紫金山，从后路直插清营。与此同时，天京城内又派数千人出通济门，直扑七桥瓮。向荣亲率大营兵勇一千二百名赶赴七桥瓮，名为抗击，实则为逃跑作准备。这时，紫金山上又一支太平军四五千人由灵谷寺下山，攻破满洲马队营盘，纵火焚烧；同时，洪武（今光华门）、朝陽（今中山门）等门太平军亦分路出击，连下清军营寨二十余座，进而攻破孝陵卫大营。清军大溃，死伤副将以下千余人。向荣、张国梁等连夜败走淳化镇，21日又经句容逃往丹陽。至此，威胁天京达三年之久的清军江南大营也被太平军彻底摧毁。
摧毁江南大营之后，杨秀清即令秦日纲统军追击残余清军，韦昌辉主持江西军政，石达开前往湖北，解武汉之围。
秦日纲、陈玉成、李秀成等率部于6月27日占句容，7月3日进抵丹陽城外，与清军相持月余。8月9日，向荣恐清廷治罪，自杀于丹陽营中（一说忧郁而死），钦差大臣由江南提督和春继任。
太平军先后攻破江北、江南大营，打破了清军对镇江的围困，拔掉了威胁天京的两个钉子，大大改善了天京的处境。太平军这一重要的军事行动，是集中了各战场的主力进行的。它虽然取得了相当大的胜利，但从战争全局来看，在进攻时机的选择上并不十分恰当。因为，在西征军正由节节退却转入胜利反攻的时候，骤然将主力抽出，使湖北、江西战场停止了对敌人的进攻，特别是放过了处于垂败状态的曾国藩湘军，这不能不说是指导上的失策。此外，太平军在作战过程中大都是打的击溃战，歼灭敌人有生力量不多；特别是在击溃江北大营和解镇江之围的作战中，都放过了追歼逃敌和攻歼援敌的有利战机，因而江北大营不久就又恢复，镇江则仍处于敌军包围之中，并于次年年底被清军攻陷。
自1851年初金田起义到1856年夏季天京解围，太平天国革命战争取得了伟大的胜利，但也遭受了几次大的挫折。从战略指导上看，在占领金陵之前，太平军基本上是集中兵力向着一个战略方向实行进攻的，而其所选定的战略方向，是关系着敌人的要害而又是敌人防御薄弱的方向，是可以得到广大群众支持和易于取得人力物力补充的方向，因而能比较顺利地打破清军的围追堵截，长驱直进，势如破竹，取得了一连串的胜利，并迅速壮大了革命队伍。占领金陵之后，迅速攻占镇江、扬州，切断北京的粮运孔道，取得拱卫天京的屏障，这一决策也是正确的。但洪、杨等对跟踪包围自己的敌军却未及时予以歼灭，而听其建成江南、江北两座大营；同时，违背集中兵力的原则，分兵北伐与西征，冀图以有限的兵力，在两个互不联系的战略方向上同时取胜，以致一支军队全军覆灭，另一支军队也遭受很大挫折，使整个战局陷入被动地位（如果没有西征军的湖口之捷，则局势将会迅速恶化）。这是太平天国领导者在定都金陵之后滋长了骄傲轻敌情绪的结果，也是缺乏通观和驾驭全局能力的表现。军事战略上的这种失策还是可以改正和弥补的，而革命领导集团内部自相残杀，才是致命的。1856年秋开始的天京内讧，终于导致革命形势的急转直下，太平军从此在战略上一步步地陷入了被动应付的不利地位。