太平天国战争史上最后一次大规模的防御作战
天京保卫战是太平军为保卫首都天京，在1862年至1864年进行的防御作战。 安庆失守后，陈玉成受到革职处分，坐守庐州，1862年5月放弃庐州北走寿州，被地主团练头子苗沛霖诱捕送往清军胜保大营，6月4日在河南延津遇害，年仅26岁。陈玉成的牺牲和庐州的失陷，使太平军在皖北的防务瓦解，太平天国只能依靠李秀成等新开辟的苏浙根据地支撑危局。
湘军攻陷安庆后，曾国藩即设大营于此。同治元年正月初一(1862年1月30日)，清廷任命曾国藩为协办大学士，仍统辖苏、赣、皖、浙四省军事。曾国藩立即筹划以东征金陵为主要目标的全盘军事行动。具体部署是：曾国荃部自安庆沿长江北岸直趋金陵; 曾贞干部由池州攻芜湖;彭玉麟等率湘军水师沿江而下，配合两岸陆师行动并负运输接济之责;鲍超部由赣入皖，攻宁国府;左宗棠部攻浙江，李鸿章部淮军攻上海周围的太平军，尔后西进。
1862年3月，曾国荃部离开安庆东下，拉开进攻天京的序幕，各地太平军在敌人的全面进攻下节节败退。5月，湘军攻占当涂、芜湖、板桥、秣陵关、大胜关、三汊河。5 月30日，彭玉麟率水师进泊金陵护城河口，曾国荃部直逼雨花台，曾贞干也率军赶到。 天京处在湘军直接威胁之下。
湘军迅速进抵天京城下，大出洪秀全意料。洪秀全于是一日三诏催促李秀成从上海前线回援，李秀成只得停止进攻上海，退回苏州，派一部分兵力赶回天京加强防务，自 己则仍留苏州。
1862年7月，天京外围形势更加严重。7月11日，西南屏障宁国府被敌攻破。杨辅清、洪仁玕从皖南回援天京，夜袭湘军，也被湘军击退。8月6日，洪秀全严诏催逼李秀成赶快回援。9月14日，李秀成由苏州出发，督率13王，领兵20余万，号称60万大军，在东坝会齐，回援天京。
10月13日，天京外围的攻守战开始。李秀成率军与天京城内守军配合，对湘军发起 猛攻，湘军坚壁固守。11月3日，太平军集中力量攻湘军东路，轰塌曾国荃雨花台军营附近的湘军营墙两处，湘军拚命抵抗，太平军往返冲杀五六次，终不得入。太平军又用地道向敌进攻，敌人以挖对挖，每挖通一处地道，或熏以毒烟，或灌以秽水，或以木桩堵住洞口，使太平军的地道连连失效。
11月26日，李秀成、李世贤围攻雨花台曾国荃军营月余不下，只得下令撤围。李世贤率部退秣陵关，李秀成率部入天京。至此，13王回援天京的作战完全失败。
天京解围战失败后，李秀成被“严责革爵”。不久，洪秀全责令他领兵渡江，西袭湖北，企图调动天京围敌。1862年12月，第一批太平军数万人从天京下关渡江，占含山、 巢县、和州。1863年2月底，李秀成率第二批部队渡江，并于3月占浦口，4月占江浦。
进入皖北后，受到湘军节节抵御，屡攻不克。进至六安后，正值青黄不接，粮食奇缺， 加之敌人防堵甚严，李秀成遂放弃原定进军计划，于5月19日撤六安之围，折往寿州， 随即东返。这时，围困天京的湘军已增至3万余人，并于6月13日占领了聚宝门外各石垒。 洪秀全又急令李秀成速回天京。6月20日，李秀成率部由九洑洲南渡抵京。
南渡过程中被湘军炮火打死和因饥饿而死者甚众，渡至南岸进入天京城内的太平军 不到1.5万人。6月25日，湘军又攻陷江浦、浦口，30日陷九洑洲，太平军又损失2万余人。至此，长江北岸完全为清军占领，太平军实力则进一步削弱，天京解围的希望也更加渺茫。
与此同时，苏浙战场也在淮军、洋枪队、左宗棠部湘军的进攻下趋于瓦解。 湘军于1863年6月底攻破九洑洲，控制了长江北岸后，鲍超部南渡，扎营神策门 (今中央门)外沿江一带。9月，曾国荃部攻占天京城东南的上方桥和城西南的江东桥， 11月上旬又连续攻占了城东南的上方门、高桥门、双桥门、七桥瓮以及秣陵关、中和桥， 太平军在紫金山西南的要点全部失守。
11月25日，曾国荃进扎城东孝陵卫。这时，湘军已攻陷天京外围的所有城镇要点， 天京城只有太平门、神策门尚与外界相通，外援断绝。李秀成于12月21日向洪秀全建议， 鉴于湘军壕深垒固，围困甚严，天京又内无粮草，外援难至，不如“让城别走”，遭到洪秀 全拒绝。这样，太平天国革命事业的最后一线希望丧失了。
1864年2月28日，湘军攻占了紫金山巅的天保城。3月2日，曾国荃部进驻太平门、 神策门外，完成对天京的合围。
曾国荃部合围金陵之后，曾于3月14日用云梯攻城，但未得逞。4月开始，在朝阳、 神策、金川门外挖掘地道十余处，准备轰塌城墙，太平军一面组织力量从城内对挖，进行破坏，一面构筑月城，以便城墙轰塌后继续组织对抗。
1864年6月1日，天王洪秀全病逝(一说自杀)，终年51岁。此后，天京人心愈加不稳。幼天王洪天贵福即位，一切军政事务统归忠王李秀成执掌。
7月3日，湘军攻占天京城外最后一个据点地保城(即龙脖子)，从而能够居高临下， 监视城内动静。湘军在龙脖子山麓修筑炮台数十座，对城内日夜轰击，压制太平军的炮火，掩护挖掘地道。同时，在龙脖子山麓与城墙间大量填塞芦苇、蒿草，上覆沙土，高与城齐，为攻城铺平道路。半个月后，湘军攻城准备基本完成。
李秀成见湘军攻城在即，于7月18日深夜，选派千余人伪装湘军，冲出城去，企图破坏太平门附近的地道，结果被湘军识破，只得退回城内。 7月19日晨，湘军担任主攻任务的部队齐集太平门外。
中午，湘军用地雷轰塌城墙，湘军蜂拥而入。太平军纷纷以枪炮还击，用大桶火药泼洒，虽给敌人以重大杀伤，但没能挡住湘军的攻势。与此同时，湘军水师各营会同陆师夺取了水西、旱西两门，傍晚前后，天京全城各门均为湘军夺占。
李秀成于19日晨自太平门败退后，即回到天王府，独带幼天王，由数千文武护送， 奔向旱西门，企图由此突围出城，结果为湘军陈湜部所阻，只得转上清凉山。入夜，折回太平门，伪装湘军由缺口冲出，向孝陵卫方向突围。不久，李秀成与幼天王失散，便分道奔逃。三天后，李秀成在方山附近被俘，8月7日，在写完供词后，被曾国藩杀害， 年仅40岁。城内守军与入城湘军展开巷战，大部战死，一部自焚，10余万人没有一个投降的。