解嘉兴之围后，李秀成当即回兵苏州，时间已是1860年8月中旬。当时，安庆已被湘军包围达一年之久。三河战役后，湘军虽受挫，但并没有放弃对安庆的包围。曾国藩对安庆的包围可谓是下了很大的赌注。同时，安庆的战略地位相当重要，只要清军攻克安庆，天京北面的防御就大打折扣，天京的安全也将受到直接的威胁。正当安庆太平军凭城固守时，陈玉成奉天王之命带兵前往安庆救援。但他仍感到清军的压力很大，请求天王调李秀成也来安庆解围。所以，当李秀成回到苏州时，天王即严诏命令李秀成速往安庆解围。李秀成对天王的旨意表示不同意。因为当时他考虑到其自身的利害关系，准备去湖北，接收那里的起义军。于是他把苏州的事务交给部将陈坤书处理，带兵回到天京，将他的想法启奏天王。洪秀全听后大怒，再次严令他去救安庆。李秀成尽管不愿意，便也只能遵命行事。但“将在外，军令有所不受”的现象常有。李秀成表面上答应去救安庆，却于1860年10月出兵江西，到达湖北，而没有立刻去解救安庆，违背了天王的旨意。
李秀成从太湖、芜湖、繁昌出发，沿长江上溯到石塶，到达黟县时遇上了清将鲍超率领的清兵，受到了阻挡。鲍军在黟县安营扎寨。此时，又有曾国藩的援军到来，屯扎在祁门一带。李秀成见硬攻不下，就绕道从笤岭过去，经过徽州、屯溪，沿江又上溯到婺源。1860年底到达常山。1861年1月1日，李秀成又经过玉山、广信、河口到建昌驻扎。李秀成率军攻打建昌的清军十多天，清军来支援，李秀成看攻打不下，就从建昌撤退。此时，清将李金部由湖州湾上溯到宜黄，在樟树、新淦一带驻扎。李秀成军队在进占湖北各县时，沿途招收了许多起义军编入其部。新招的士兵达30多万人。李秀成为了保存实力，又因新兵未经过大仗，同时他还不知道堂弟李世贤在东平惨败，也就没有同鲍军作战。当时，陈玉成兵被围困在安庆，刘官芳援兵在半途中被曾国藩军击败，只好半途而废。李秀成率军从湖北向瑞州进发。途中谭诏光、蔡元隆、郜永宽等部将遇到清将李金，当即迎战。李金兵败被俘。李秀成没有杀掉李金，说是可怜他为英雄名将，就将他放回，但后来李金被清朝所杀。李秀成在瑞州打败李金后，向东平进发，准备援助李世贤。谁知李世贤已被清军大败，死伤一万多人，退守常山了。
1860年10月，太平天国欲占领汉口，以解安庆之围，便派四支军队出动。1861年1月，李秀成从常山出发，一路畅通无阻，经过玉山、广信直到建昌。建昌已被清军占据，李秀成久攻不下，只好绕道向赣江东岸进军。渡过赣江时，遭到当地的地主团练组织的骚扰，李秀成派兵赶走该处团练后继续前进，在建安、武宁一带屯兵扎寨。因建昌未被攻下，使太平军的退路受阻，非常危险。
陈玉成军向安庆进发，开始连连获胜。三个月之内，接连占领了霍山、英山，一直攻到距汉口仅50英里的资州，陈玉成兵势迅速强盛，拥有太平军八万多人，在11天之内，行军二百多英里，一路上打得清军颤颤惊惊，闻风而逃。但侍王李世贤部在东平的战斗中，伤亡一万多人，使太平军的实力大打折扣，睹王黄光英渡扬子江后到达东、西梁山时，被曾国藩的部队截击，差点全军覆没。其他一部分太平军，也为曾国藩所败。当忠王听到一连串太平军失利的消息后，同时他也考虑到自身后路被堵，并且有当地民团抢夺太平军的军事物资，使太平军不得安宁。原计划与英王合攻汉口的计划，就此搁置。李秀成被迫从原路撤退，沿长江向浙江回兵。同时，英王陈玉成见李秀成回师，且有英国压力不能进攻汉口。于是也撤军径直进援安庆。两军合攻汉口，以解安庆之围的计划成为泡影，第二次西征失败已成定局。
李秀成从武昌外围撤军，这给正在围攻安庆的曾国藩湘军解除了后顾之忧，可以集中兵力对付安庆守军及太平军各路援军，这就使安庆的军事形势更不利于太平军了。陈玉成撤兵汉口，回援安庆的同时，又从皖南调回杨辅清的部队，以援安庆，冲击包围安庆的湘军，在安庆城的外围向清军发起猛攻。但湘军据营固守，以枪炮打击太平军，致使太平军损失惨重，经十多次的轮流冲击也没能奏效。1861年9月5日，安庆城墙被湘军大炮轰塌，清军乘势涌入，城内守军全军覆没。
这样，第二次西征完全失败。
鉴于安庆重要的军事战略地位，李秀成这次铸成了终身最大的错误。这直接关系到首都天京的安全和太平军能否在战场上拥有主动权。这次西征中，李秀成所犯错误，从一开始就有其根源。首先，李秀成参加西征不是以解安庆之围为主要目的，而是以招兵为名向湖北进军，而且执意从江西进军，从而妨碍了洪秀全打算的将李秀成编入北路军，渡过长江从捷径向安庆进发的计划，违反了整个部署，犯了分散主义错误。而且，李秀成对围攻武汉解围安庆的主要计划采取了完全消极的态度，只顾在湖北招兵买马，扩充自己部队的实力，这些都是极其自私和消极的。直到6月中旬，他才到达武昌外围，这已比原计划迟了两个月。此时，陈玉成早在三个月之前就已抵达汉口外围，致使陈李两军不能按时配合。更要命的是李秀成没有拼搏精神，已经看见武昌了，也没去攻击一下，而是匆忙东撤回他日夜思念的浙江。从而清军得以全力进攻安庆。此后，救援安庆时，天朝该调动的兵马都调过去了，洪仁华、陈玉成、杨辅清、吴如孝、黄文金派兵相继增援安庆，却独有李秀成按兵不动，坐视安庆失守。李秀成的不顾大局，造成了太平军军事形势的大大不利，也因此遭到天国诸王的愤慨。这表明了农民思想的狭隘。李秀成只顾眼前利益，随着自己军事实力的增强，虚荣心也日益扩大，就越来越不听从洪秀全的命令。这次失误是李秀成致命的失误，这次失败，也是太平天国致命的失败。
