1861年3月，太平天国英王陈玉成所部攻克湖北黄州，兵锋直逼汉口，结果面对英国人的干涉，又因为安庆危在旦夕不得不撤军而回；1861年6月，在江西转战多日的太平天国忠王李秀成，挥师湖北攻占湖北武昌县，逼近武昌，结果在得知英王陈玉成撤军的消息后，也转而在7月退入江西，到了9月就撤回浙江。
　　这是太平天国存在的14年时间中，最后一次距离武汉三镇这么近，从此之后太平军别说逼近武汉三镇，甚至连涉足湖北都成为一种。虽然，武汉三镇与太平天国的天京有千里之遥，但是武汉三镇的得失，对于太平天国来说有着至关重要的作用。一方面，地处"江北之北，河之南，自称为渔米之地"的湖北，的得失关系到太平天国整个国家的财赋税收，能让"年京（天京，今南京市）内所持以无恐者"。另一方面，武汉其实是关乎整个太平天国的第一道屏障，所以太平天国干王洪仁玕，有言道"夫长江者号为长蛇，湖北为头，安省为中，而江南为尾。今湖北未得，倘安徽有失，则蛇既中折，其尾虽生不久"。
　　但是，当陈玉成和李秀成的两路大军先后远离武汉之后，不仅宣告了1860年太平天国苏州军事会议上决策的"第二次西征"的战略任务彻底失败。同时，也宣告了太平天国再一次夺回武汉三镇的作战企图宣告破产。让从1853年定都天京以来，就一直处于战略防御局面的太平天国，局势更加危急。
　　摧枯拉朽，20天攻占武汉三镇
　　其实，太平军对于武汉三镇再熟悉不过，这是太平军攻克的第一座省会级城市。从1851年金田起义以来，太平军虽然也是一路披荆斩棘，攻克了诸如永安、岳州等一系列清军控制的城镇，但是面对桂林、长沙这样的省会一级城市，太平军往往是铩羽而归，尤其是长沙城下还折损了西王萧朝贵，对于太平天国日后的发展影响尤为深远。所以，太平天国几乎是一路行军，一路被清军围追堵截。直到1852年太平军在湖南先后攻克了益阳、岳州之后，得到了稍许的喘息之机，同时在获取了清军遗留的大批辎重之后，又获得了补充军力的良机。更为关键的是，太平军利用这个阶段建立起了一支属于自己的水师，虽然这支水师不过是岳阳的5000船户，以及他们所驾驭的小舟。但是，就是这样聊胜于无的水师，终于让太平军获得了水陆并进的能力。
　　到了1852年12月22日，太平军逼近了武汉三镇，其中水军抵达武昌城外的鹦鹉洲，陆路部队驻扎武昌东门外。此时，防守武汉三镇的清军大约1.5万人左右。其中的主力是原本驻守在武昌周边的3000余军队，以及由总兵常禄、王锦绣带领的千余人从湖南赶到援兵，不过这千人是用绳索吊入城中的。另外，招募洞庭湖渔户2000余人为渔勇，招募湖南木帮壮勇2000人，招募当当地练勇1400人，各种团练近万人。此时的太平军，虽然号称水陆大军近10万，但是多有老弱妇孺，真正的作战兵力不过几万人。
　　不过，由于一路征战，此时的太平军已是百战精兵，更兼有水陆两路大军。武汉的清军不敢再城外作战，全部撤入城中，婴城固守。而且，太平军在永安建立起的"五军主将制"和"军师负责制"也在发挥巨大作用。尤其是以杨秀清为首的太平军的军事指挥高层，经过1年多的历练也逐渐在成熟了起来。12月26日，太平军对武昌城发起了第一强攻。在清军的防守下，太平军无功而返。但是，由于清军在清除武昌外围据点时，放火焚烧了很多民居，结果当地百姓向太平军提供了清军详细的城防布局。于是，东王杨秀清命令太平军用铁索连巨舟的方法搭建了两座浮桥：一道从汉阳鹦鹉洲至武昌白沙洲；一道从汉阳南岸嘴至武昌大堤口。让太平军可以从两翼对武昌城发起攻击。就在太平军对武昌城的围攻部署完成之际，清廷的援军到了。
　　一路从广西追踪到武汉三镇的向荣来了。这支清军最后的机动部队，在抵达武汉附近，由于向荣不敢孤军深入，所在的柏木岭附近驻扎下来。在汇集了和春、秦定三、马龙等各路援军之后，清军开始向武昌城进发，意图与武昌城内的清军建立联系，形成内外呼应之势，迫使太平军解围而退。但是，当清军进至长虹桥、洪山一线时，撞到了一道结结实实的墙上。这道长墙，是与太平军修建浮桥同时进行的，为的就是阻击尾随而至的清军。经过激战之后，清军虽然在长虹桥等处遭遇挫折，但是攻占了城外的一处制高点--洪山，距离武昌城仅仅只有3里之遥。很有可能遭遇清军反包围的太平军，立即开始对洪山发起了反击。面对太平军的疯狂反扑，害怕孤军深入被太平军包围的清军，主动后撤。清军的解围在实际上宣告了失败，而太平军对武昌城最后的攻击则即将展开。
　　由于在12月26日的初次进攻中，遭遇到了挫折的太平军深知采用强攻不仅很难攻克武昌城，只能增加不必要的伤亡。于是，出身烧炭工人的东王杨秀清，想到了利用土工作业，放置炸药，轰塌城墙的方式进行攻击。而且，此时太平军不仅有出身于两广烧炭工人的"老兄弟"，还在湖南招募了"掘煤夫二千余人"，组建了一支专门负责土工作业的"土营"，主要负责"私挖地道，暗置地雷，以轰城墙"的任务。当然，能让太平军更进行"炸药爆破"的条件是，太平军在岳州获得了当年吴三桂储存的大批火器和炸药，保证了太平军有充足的炸药可用。
　　于是，太平军选择在被太平军完全控制的城西地区进行土工作业，而进行爆破作业的目标就是"文昌门"。为了避免清军发现，太平军土营在距离城墙较远的地方开始了挖掘作业。太平军土营，在黑暗，潮湿的地下，掘开三条地道。经过昼夜施工，很快挖到了武昌城下之时，被埋在地下的一排木桩挡住去路。于是太平军抡开大斧，劈开木桩，最终将地道彻底挖通。不过，，面对城基厚达20米的武昌城，如何能一举轰塌城墙，让太平军战士们犯难了。最后，太平军战士找来几口棺材，把炸药包往里面装满，形成了"原始的集束炸弹"，然后拖到文昌门下的地道中。1853年1月11日，武昌城文昌门下的爆破装置安装完毕，攻城部队也开始集结。1853年1月12日，趁着清晨的雨露，清军酣睡未醒之时，太平军战士点燃了药信。随着几声巨响，"文昌门城颓二十余丈"，早已枕戈待旦的林凤祥、李开芳、黄玉昆、罗大纲等人率部从城墙缺口杀入城中，一举攻克了武昌城。
　　太平军第一次攻克武汉三镇之后，立即大肆扩充兵力，在短短的时间里，聚集了近50万大军。然后在1853年2月9日离开武昌，一路席卷了九江、安庆、芜湖等重镇，于3月8日进递江宁。到了3月19日，太平军就攻克江宁，定都于此，改名"天京"。
　　不过，曾经占领并控制20余日的武汉三镇，除了在撤离时留下近千名太平军战士进行掩护之外，没有留下一兵一卒，选择了放弃这座重镇。