1853年（清咸丰3年）3月8日，太平军陆师经过一个月的艰苦作战、行军，跋涉近1800华里后，率先抵达南京城下。9日，随后坐船抵达的北王韦昌辉、翼王石达开亲率林凤祥、李开芳、吉文元等将领在金陵城南西善桥一带列营24座，旋即发起强攻，守城清军发炮还击，重创攻城太平军。不久，韦昌辉下令在南门外几处制高点上架炮猛轰城头上的清军。
南京是清廷在江南地区的统治中心，在此驻有重兵，而且城池规模宏大，城墙高耸坚固，防御设施齐备，远超武昌城，据说仅城门就多达13座。
然而，此刻南京驻军大多调往湖北、安徽、江西、江苏等地与太平军作战，一时间未及回防，城中兵力薄弱，全城守军不到两万，其中一半多是临时招募的兵勇、团练，素称精锐的八旗官兵不过5000多人。
史载，南京城最高长官是两江总督陆建瀛，身为统帅却不谙军事，既无勇，也无谋，只知谎报军情，粉饰太平，瞒上欺下，糊弄朝廷。他从湖北前线溃败回南京后，即闭门不出，既不整饬军伍，也不处理军政事务，更不加强城防，部下连他的面都见不着。 太平军发炮轰城时，陆大总督不积极组织守军防御抵抗，而是在家里烧香拜佛，求菩萨保佑，向菩萨求救。太平军遇到了这样一个昏聩无能的守将，岂不是老天帮忙？
3月12日，太平军水师船队也陆续抵达南京城外的长江江面，驻泊在下关等地。水陆师会合后，数十万太平军将城池围得水泄不通，南京城外至江东门，数十里地，都是乌泱乌泱的太平军士卒。城头上的清军见下面到处是头裹红巾的“长毛”，犹如一片望不到边的“红海洋” ，个个胆战心惊。
战斗详细经过 ：3月9日，太平军小股部队数百人潜至雨花台下，遭遇当地米商雇佣的团练伏击，太平军还击，击退团勇后，“趁机直捣城下”。城头上的守军发现后，抛掷石块泼下开水，太平军用火箭还击，双方互相开火，激战一日。随后太平军水师主力大举渡江，扎营下关，距仪凤门不足半里地，旋又扩展至金川门，迅速包围了南京城。陆师则从大胜关至七里洲连营24座，城外所有制高点和险关要隘均被太平军控制。
太平军将南京城团团包围后，文官出身的两江总督陆建瀛不会用兵，除“日日焚香”外毫无作为，勉强坚持了7、8天，没见到援军一兵一卒，又缺军火、防御器具，城中人心惶惶，一日数十惊。
林凤祥见强攻代价颇大，便决定用智取。3月15日，一队全副武装的“清军”来到城下，声称是湖北提督向荣派来的援军，呼唤守军开门放入 。陆建瀛满心欢喜，以为援军开到，南京得救了。他正要下令开城门，有守将在城头隐约看到城下援军竟有人披散头发， 大吃一惊，急忙劝阻陆建瀛，说此乃“发匪”假冒向荣部兵企图混入城中， 是贼人的赚城诡计。陆总督恍然醒悟，急忙下令炮击。城下太平军被炸倒一片，余众急忙撤回。
洪秀全、杨秀清见太平军日夜围攻，却久攻不克，将士死伤颇重，城下堆满尸体，便下令由郴州矿工组成的土营加紧开挖地道。土营利用夜色掩护挖地道，太平军步兵则继续用惊扰术 掩护土营穴地，同时配合总攻，时而派遣小队人马在城外聒噪，装出一副要进攻的架势，在城外大造声势，时而发起零星炮击。清军真假难辨，竭力还击，疲于应对，消耗了大量火药。守军日夜不安，不得休息，精疲力竭，军心涣散。
3月18日，贯通仪凤门下的地道大功告成，杨秀清准备下达总攻令。连日来，由于太平军主力全力攻打仪凤门，城内守军也将主力悉数调到仪凤门上帮助抵御，其他各城门则防守薄弱，愈发空虚，太平军趁机在各处架设云梯，为同时攻城做足准备，守军因人手不足，布防捉襟见肘，顾此失彼，渐渐招架不住。当天深夜，城外静悄悄，毫无动静，守军连日鏖战，早已疲惫不堪，大都抱枪沉沉睡去。
次日凌晨时分，忽然听到一声震耳欲聋的惊天巨响，仪凤门外一侧被炸塌城垣两丈有余。守军吃惊不小，知道中计上当了，但为时晚矣。守军赶紧用砖石、沙袋抢筑堵缺，不少将士从别处赶来救援。林凤祥率敢死队，冒着硝烟从三山门奋死登城而入，另有大股太平军击退守军，沿仪凤门城墙缺口蜂拥而入，激战中，清总兵程三光、沈鼐二将被太平军击杀，守军死伤溃散无数。
太平军主力纷纷杀入城中，南京外城失守，两江总督正乘轿从将军署逃奔省衙，半道上遇到大股太平军，旋即奔至小营，太平军大举追至，与陆建瀛卫队厮杀，见卫弁纷纷倒毙，陆惊恐万状，吞枪自尽。
陆建瀛自杀的消息不胫而走，本已惊恐万状的守军顿时分崩离析。杨秀清等入外城后，督军攻打内城。太平军主力从四面蜂拥攻城， 部分守军仍负隅顽抗。枪炮声、喊杀声、哭嚎声汇成一片，震撼云霄，守军不支，相继溃逃。
屠尽满人：内城守将是八旗将领祥厚，他率领5000多八旗将士以及眷属共数万人据满营拼死固守，顽强抵抗。太平军没想到城内还有如此凶悍的强敌，死伤很重，发起一次次猛攻，又一次次被击退，最后用战死同袍的尸体垒成“肉梯”， 经两日浴血苦战，付出惨烈带代价方把内城攻破。
洪秀全、杨秀清见死了这么多弟兄，大为恼怒，下令屠尽满人， 江宁将军祥厚、都统霍隆武、提督福珠洪阿被俘斩， 20多个八旗将领及数千旗兵全被围杀殆尽。随后，杀红眼的太平军将士又将八旗兵家眷亲属斩尽杀绝，共有数万满洲妇孺被屠。
到3月20日下午，太平军逐巷逐屋搜杀，基本将南京城内的清军消灭，林凤祥率部登上西门城垣 ，宣告虎踞龙盘的南京城已被太平军全部攻克。
经过这场长达10日的残酷血战，曾经繁华富庶的金陵城内火光冲天，浓烟蔽日，街道巷陌到处是横七竖八的死尸，污血横流，除双方战死的十余万军人外，亦有不少南京居民罹难 ， 商铺民居大多被摧毁， 沦为一片片残垣断壁。20日晚，太平军终于占领了整个南京城，南京这座六朝古都被踩在农民造反者的脚下！太平军长途跋涉，一举攻占南京，取得了中国古代农民战争史上的一大奇迹。
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