咸丰四年（1854）九月上旬，曾国藩奉咸丰皇帝的命令，率师直向江西重镇九江推进。
曾国藩此举一方面是迫于皇帝的严旨，另一方面，应该说，在两湖的一系列辉煌胜利，也让曾国藩有些过于自信，认为如果乘势东下，也不是没有扩大战果的可能。
九江位于长江与鄱阳湖之交，是长江中游的重要城市，战略位置非常关键。在曾国藩的战略布局中，是继武汉后的第二个重要战略节点。
太平天国失去武汉后，再也不敢大意，派名将秦日纲在九江以上严密布防。九江上游，有田家镇、半壁山在大江两岸对峙，乃自古“水战必争之地”。太平军在此地集结了四万重兵。除了在半壁山层层筑垒之外，太平军还在长江江面上横拦了铁索六道，一端连接田家镇，一端连接半壁山，并且在铁索下面按一定距离排列了数十只小船，上面安放枪炮，用以保护铁索。防御不可谓不严密。
观察形势之后，因为半壁山敌人相对较弱，曾国藩决定先攻半壁山，后取田家镇。
曾国藩先派大将罗泽南、李续宾从马岭坳强攻半壁山。太平军在半壁山屯兵两万，而罗泽南、李续宾部仅两千六百余人，但这两千多人皆是湘军最精锐的部分，猛悍超群，以寡击众，毫不怯阵，向半壁山发起坚决进攻。半壁山与马岭坳之间湖汊纵横，只有左右两条土堤可通行人马。这种地势，太平军人数虽多，发挥不了作用。罗泽南“自带敢死之士数十人，匹马冲出，奋力堵杀。贼众退归堤北”。太平军以前屡次失利，对湘军已经畏之如虎，因此稍一接触，就开始溃逃。湘军分路包抄，紧追不舍，“抢入舟中，杀毙近千人，江水尽赤；覆舟溺毙者亦不下千人，浮尸蔽江”[《曾国藩全集·奏稿》1，岳麓书社，2011年，第302页。]。此役太平军损失惨重，太平军主将林绍璋等多名将领战死，而湘军阵亡者不过十三人，成为以少胜多的经典战例。
彭玉麟指挥水师
水师面对的困难也不比陆军小，他们的任务是攻破太平军的六道拦江铁索。彭玉麟、杨载福商量之后，将水师分为四队，第一队专门负责破坏太平军拦江铁索；第二队负责在破坏铁索时压制对方炮火；第三队准备在铁索断后冲向下游，放火烧掉太平军战船；第四队负责守护后方辎重船只，防止太平军的突然袭击。
布置就绪后，彭玉麟、杨载福亲自出马作战。十三日，湘军水师首先发炮击沉太平军列于铁索下的数十条护索小船，然后开船到铁索之下，用巨锅盛油脂置于船上，将铁索烧熔砍断。
拦江铁索既断，湘军船队顺流而下，拿下田家镇。太平军水营盛时，虽号称有船万余艘，但是多为虏获的民船，“船只大小不一，未经训练，其实不能接仗”[中国史学会主编：《中国近代史资料丛刊·太平天国》3，上海人民出版社，1957年，第141页。]。相比之下湘军水师的战船和大炮则十分精良。湘军在武穴截断太平军船队的归路，然后再溯江而上，沿途攻“剿”放火，使太平军船只顿时化为火海。总计烧毁太平军水师船四千余艘，缴获五百余艘。经此一战，太平军九江以上的船只荡然无存，水师基本瓦解了，失去对长江九江以上的控制力。曾国藩不无得意地说：“长江之险，我已扼其上游，金陵贼巢所需米石、油、煤等物，来路半已断绝。逆船有减无增，东南大局似有转机。”[《曾国藩全集·奏稿》1，岳麓书社，2011年，第328页。]
半壁山田家镇战役是湘军前期军事战争胜利的最高点。接下来眼看就可以攻下九江，把长江中游全部收入囊中。镇压太平天国，似乎已经胜利在望。
湘军占领田家镇后，顺流而下，直取九江。
湘军虽然节节胜利，由于长驱直进，其实兵力已疲。但曾国藩在屡次大胜之后，也不免扬扬得意。他派陆军围攻重镇九江城，派水师攻打九江对岸的湖口，认为这次也能如以前那样，迅速取胜。
但是这次太平军的准备远比以前要充分。田家镇战败的消息传到天京，杨秀清大惊，立刻派名将石达开、罗大纲赶赴西线指挥。太平军西征军自湘潭战败后，弃岳州，失武汉，节节退却，直至九江、湖口，形势十分不利。但另一方面，由于湘军的进攻，太平军被迫缩短了战线，集中了兵力，加强了指挥，消除了战线过长、兵力分散的弱点。太平军全力据守九江、湖口两城，准备与湘军决一死战。
负责守九江城的太平军将领叫林启容，他治军严谨，“深沟固垒”，城外梅家洲等地营垒也非常坚固，湘军在这里头一次见识到了太平军的厉害，“环攻十余日，贼坚闭不出”。湘军将领罗泽南一筹莫展，也不得不对太平军的防守之密表示佩服，他说：“九江城如斗大，梅家洲尤一小垒耳。而贼坚壁以老我师，静若无人，夜无更柝号火。我军一至城下，则旗举炮发，环城数千堞旗帜皆立如林。启容之善守，贼中一将才也！”[熊治祁编：《湖南人物年谱》2，湖南人民出版社，2013年，第595页。]
在坚守九江的同时，太平军又琢磨着如何战胜湘军水师。
太平军研究认为，湘军之攻取战胜，在很大程度上依仗水上优势，欲战胜湘军，必先破其水师。湘军水师分为大船和小船两部分，大船笨重，小船灵活，二者互相配合，取长补短，才取得了水战的胜利。若能将其分开，他们必然自顾不暇，失去战斗力。同时，太平军大部分船只被毁，所余少数水军难以与湘军水师争锋，欲破强敌，亦只能智取，不能强攻。于是他们就在这方面大动脑筋，制定了一个奇策。
湖口的太平军先用少数小船不断袭扰湘军水师，使其日夜不得安宁。太平军天天“用小船百余号，或二三只一联，或五只一联，堆积柴草，实以硝药，灌以膏药，分十余起纵火下放，炮船随之；两岸出队千余人，呼声鼎沸，兼放火箭、火球”[《曾国藩全集·奏稿》1，岳麓书社，2011年，第381页。]，对湘军水师实施火攻。虽然由于湘军防备甚严，未能取得多大战果，但是不能不“彻夜戒严，不敢安枕”[《曾国藩全集·奏稿》1，岳麓书社，2011年，第383页。]。湘军屡胜之后，已生骄气；屡被袭扰而又求战不得，又生躁气；骄而且躁，遂令太平军有可乘之隙。
湖口之所以得名，是由于它地处长江与鄱阳湖的唯一交汇口。一边是宽阔的长江，另一边则是广袤的鄱阳湖。两水之间，是一个狭窄的交汇口，只有小船轻舟能够通过。十二月十二日，太平军利用湘军水师急于求战的心理，再次用小船袭扰的方式，把湘军惹得火起。水师营官萧捷三等贸然率舢板等轻舟一百二十余只，载兵两千，冲入湖内，企图肃清鄱阳湖内不断跑出来袭扰的太平军战船，太平军抓住机会，塞断湖口水卡，修筑工事，安装大炮，将这一百二十多条船死死地封锁在湖内。
从此湘军水师被肢解为外江和内湖两部分，百余“轻捷之船”，两千“精健之卒”，陷于鄱阳湖内；外江水师只剩下运转不灵的大船，“多笨重船只，运棹不灵，如鸟去翼，如虫去足”，丧失了作战能力，陷于被动挨打的局面，战争的主动权也就随之转移到太平军手中。[《曾国藩全集·奏稿》1，岳麓书社，2011年，第394页。]
太平军从容地对湘军水师发动了更大规模袭击。一天晚上，一片漆黑，咫尺莫辨，太平军分别从九江与小池口抬出小船三十艘放入江内，携带各种火器，钻入湘军大船船队放火。湘军水师顿时大乱，纷纷逃窜，船只损失无数。曾国藩坐上舢板督阵，不许船只退却，也毫无作用。其情形如同靖港之再现。
更严重的是，曾国藩自己的座船也被太平军攻占俘获，曾国藩管驾官、监印官全部死亡，船上存放着他带兵历年以来的重要文件以及书信日记，至此“文案全失”。连皇帝赏赐他的白玉四喜扳指、白玉巴图鲁翎管、玉靶小刀、火镰等东西，都成了太平军的战利品。连曾国藩自己也差点成了太平军的俘虏，他在太平军逼近的关键时刻投水自杀，幸被救起。
曾国藩遥望江内船只纷纷溃逃，念及自己花费数年心血惨淡经营起来的水师竟遭如此下场，羞愤难当，遂欲效仿春秋时晋国大将先轸的榜样，策马赴敌而死。慌得罗泽南、刘蓉等人紧紧抓住马缰，好一番拉扯劝解方始罢休。
屋漏偏逢连阴雨，不久，留在九江的杨载福水师又遭到风灾袭击，四十条船被完全毁掉，剩下七十多条也破烂不堪，不能使用。这样，湖北武穴以下江面再没有湘军船只，重新成为太平军水师的天下。
太平军取得湖口之战的胜利，打破了曾国藩夺取九江、“克服安庆、直捣金陵”的梦想，更让曾国藩陷入漫长的困境。
