1858年9月，太平军二破江北大营。但由于当时江南大营的存在，实际上并没解除清军对天京东、西、南三个面的包围。李秀成认真分析形势，提出“围魏救赵”的战略方针，即奇袭湖州、杭州等清军空虚处，使其回兵援救，从而减轻清军对天京的压力，然后再度回兵解救天京，达到解围的目的。1860年1月，李秀成从天京出发，过浦口，赶赴芜湖，召来李世贤、杨辅清等高级将领，召开军事会议，会议决定了攻打杭州，以解救天京的计划，部署各将的任务。2月上旬，李秀成将在芜湖的太平军，除部分守城外，其余的兵分二路，一路由其堂弟李世贤带领南下泾县、涂州一带，从侧面掩护李秀成带领的另一路（即主力部队）的进攻。主力部队在李秀成的率领下，在2月24日攻占德州。27日又攻占了泗安镇。随即与李世贤部队会师，29日两军联合，很快就攻下安吉，进而占领长兴。然后又分兵，由李世贤佯攻湖州，转移敌军的视线，把兵力重点放在湖州，李秀成乘机率精兵六七千人，轻装急速向杭州进军，一路铲除武康、德清等地清兵的障碍，于3月11日抵达杭州郊外武林门，开始进攻杭州。19日攻克杭州，浙江巡抚罗遵殿战死，杭州守将瑞昌只好带兵退回满城，坚守待援。此时，江南大营统帅和春得知太平军奇袭湖州、杭州的消息后，立即派遣张玉良带领援兵数千，十万火急，速去救杭州，以后和春又陆续派兵前往援救湖州、杭州，先后共分散兵力13万余人。当时正在攻打杭州满城的李秀成见张玉良援兵来救，便知道是清军中计了。就在3月24日主动撤出杭州，迅速回师进攻江南大营，一路上经余杭、临安、孝丰，4月4日到广德。当李秀成撤军时，张玉良并没有追击，而是进入杭州城，掠取杭州城内物资粮食，当李秀成到广德，距南京300里时，张玉良在杭州离南京一千余里，想回兵救江南大营，已经来不及了。李秀成军到广德后，立即开始执行进攻江南大营的计划，会同从长兴撤回的李世贤军，于4月11日占领军事要冲建平，李秀成当即在建平召开由李世贤、杨辅清、黄文金等将领参加的紧急军事会议，会议决定兵分五路回攻江南大营。中路左翼军由杨辅清、黄金文带领，首先攻占高淳，又于18日占领溧水，23日攻陷秣陵关。中路右翼军分兵一支由刘官芳、陈坤书统领通过高桥门，直逼江南大营。东路右翼军由李世贤率领，于4月13日攻克溧阳，23日进占句容，截断了江南大营后路。李秀成亲率东路左翼军经溧阳进攻句容。西路军由陈玉成率领，从安徽全椒南下，同前军主将吴如孝在东、西梁山渡江南进经江宁镇向东进攻天京南部的清军战壕。到4月底，五路大军共十几万人马，浩浩荡荡全部抵达天京外围，随时准备对江南大营发起进攻。李世贤率军从秣陵关向天京北面进发，目标是占领洪山、燕子矶一带要地。李秀成从尧化门，陈坤书、刘官芳从高桥门攻击。五路军马一起攻击天京外围的清军。同时，天京城内的军民也开城出击，配合援军夹击清军。5月2日，太平军发起全面反攻。士兵不顾当晚的滂沱大雨，连续猛攻江东门、安德门的清军营垒外墙。第二天，陈玉成部突破了清军在西南所设的长壕。城内太平军向清军营内抛掷火罐，落入清营的火药库中，引起剧烈的爆炸，清军大败。不到半天功夫，太平军乘清军大乱之际，将得胜门到江边的五十余座营垒全部攻陷，同时，还击毙清兵几千人。张国华听说西路清军被打败，就拆断天京东南上方桥，在小水关大营顽固防守。5月5日，李秀成攻破孝陵卫大营，打开了江南大营东南面清军的防线。6日凌晨，各路太平军汇合，一起进攻大小水关的和春大营。此时，清营全部遭到围攻。在太平军凌厉的攻势下，清军无心再战，纷纷溃逃。和春也弃营仓惶逃往镇江。营中的军火大炮均为太平军所缴获。7日，张国华见大势已去，也只好向镇江逃去。江南大营至此全部被太平军所摧毁。天京的危急形势得以改变。
二破江南大营是李秀成在军事上最为成功的一次战役。他所运用的“围魏救赵”的计策充分体现了他足智多谋、刚强果断的特点。他选择了杭州、湖州等清军守卫空虚而又相当重要的兵家必争之地作为袭击目标，迫使江南大营的清军分散兵力，增援杭州，这不但减轻了江南大营对天京的压力，同时，他以一百八十度的大转弯闪电般地回军从江南大营背后进攻，使清军处于腹背受敌、分头作战的被动局面。这足见其计划的周密巧妙。李秀成能取得这次辉煌的胜利，不仅是因为他足智多谋，而且还得益于他少年时所读过的史书。他的军事计划很大部分是从书中获得的。
