1863年（ 清同治二年）6月26日，李鸿章筹备完毕，上《分路规取苏州折》奏疏。
彼时淮军已经攻取了淞沪地区的十几个县，兵力也扩增至4、5万人，得以在苏、沪一带立稳脚跟，可以向外拓展势力、扩大战果了。
李鸿章计划兵分三路：由总兵程学启率领中路军自昆山直扑苏州；由李鹤章和刘铭传率北路军由常熟进攻江阴、无锡；由李朝斌率太湖水师为南路由泖殿河经吴江入太湖以为策应。三路主力之外，黄翼升率淮扬水师游弋于长江上作为机动部队；以外籍雇佣军“常胜军”驻扎昆山配合淮军作战，以为接应；另潘鼎新部驻守金山卫，刘秉章部驻朱泾，杨鼎勋部驻张堰，联合抵御、阻抗太平军袭击淞沪后路，在苏州之战前进行了严谨而周密的部署。
1863年7月7日，太平天国忠王李秀成从南京返回苏州， 与诸将商定兵分四路，分头攻打苏州外围的城镇，不料此时曾国荃率湘军精锐再逼南京（太平天国天京）外围，出现了紧急情况，李秀成被迫再次率军回援天京，攻掠苏州外围的作战计划也只能暂时搁浅，至此苏州战区的形势出现逆转。
7月27日， 在江浙交界之地，淮军将领程学启和常胜军头目戈登联手作战，击溃太平军守兵，一举占领了太湖枢纽花泾港。29日 又乘胜攻破吴江和震泽县城 。太平军死伤颇重，连连溃退。随后，淮军水师可以毫无阻拦地直下太湖，同时切断了驻守浙江嘉兴和江苏苏州的太平军之间的联系。
9月11日，李鸿章亲率郭松林、滕嗣武等各军（属左宗棠楚军序列，配合淮军作战）以破竹之势攻克了荡口镇，太平军守兵溃往苏州方向，清军紧追不舍，趁势兵临苏州城下。守荡口的太平军纳王郜永宽率部退守苏州城内。
在北路，经几番恶战，9月13日，李鹤章、刘铭传、黄翼升等挥军攻占江阴，太平军守军死伤惨重，太平军广王李恺顺率余部突围而走，后撤至常州。李鸿章见初战顺利，上奏清廷说，江阴位于常州、无锡侧背，是“发匪” 南北往来的必经之地，现职部经20余日血战，击溃了十余万“发匪”援军，歼灭两万多“长毛贼兵”，而我淮军官兵也有1千多将士伤亡。此番战斗艰苦异常，“发匪”负隅顽抗，援兵亦很凶悍，淮军取胜不易。苏州是下一个进攻目标。
太平天国后期的柱石之臣、忠王李秀成以苏州为大本营，在城内积蓄了大量作战物资，屯有重兵。苏州位于东南水陆要冲，战略地位重要，李秀成准备全力以赴扼守。他率慕王谭绍光、洋将白齐文火速率队增援。但还是迟了一步。28日淮军将城东南的宝带桥攻占，10月12日，白齐文归降太平军时献给天朝的小火轮也被淮军用火攻焚毁。轮船上随白降附太平军的原洋枪队成员死伤惨重。
10月24日，淮军总兵程学启率步卒，水师将领李朝斌率水军，戈登率雇佣兵 “常胜军”乘坐英国人的小火轮，对苏州盘门以外的五龙桥发起联合进攻，太平军力战不支，节节败退。27日，淮军再次攻至吴江，太平军抵挡不住，又受重挫。11月1日，淮军主力向苏州外侧发起猛攻，苏州齐门外的蠡口太平军营寨被攻破、捣毁。
李鸿章于11月22日亲临苏州城下督战。25日，程学启、戈登直扑吴江，经半日恶战，击溃3万太平军浙江援军。27日，戈登、程学启遭太平军援军反击，猝不及防下死伤惨重，如果退守城内的纳王郜永宽出兵夹击，戈登等必会全军覆没。遗憾的是，纳王并未出击，使戈登、程学启等得以侥幸不死。
29日，稍事休整的戈登常胜军与淮军再次对苏州发起攻击，恰好忠王李秀成亲率300卫队登城助守，太平军枪炮齐鸣，击退了常胜军、淮军的进攻。苏州城内的守军大多数是纳王郜永宽、康王汪安钧、比王伍贵文、天将张大洲、范起发等人的部下，这些人拒不听从忠王的调遣，打仗也不出死力，以致李秀成和谭绍光部在城头上孤军奋战，最终被淮军调来46门火炮猛轰击败，伤亡惨重。
淮军趁势扫荡苏州外围太平军营垒，城外的宝带桥、五龙桥、黄埭、蠡口、浒磁、观音庙、王瓜泾、虎丘、十里亭等太平军壕垒相继被攻破。苏州外围的屏障尽失，已成孤城，形势岌岌可危。
纳王郜永宽、康王汪安钧等苏州守将见大势已去，回天无力，信心丧失，遂频频出城找原为太平军、降清后为淮军副将的刘国能，通过刘的引荐，转而向总兵程学启和常胜军统领戈登乞降。
11月30日，李秀成察觉到军心不稳，形势危殆，在明知城内暗流汹涌、杀机重重的情况下竟然让谭绍光独自 留守苏州，自率所部万余人马连夜出城，往镇江方向奔去......
史载，12月2日深夜，程学启、戈登约纳王郜永宽等到苏州城北的阳澄湖登船订立降约，纳王向程学启许诺除掉李秀成亲信慕王谭绍光后率守军献城出降，程学启则承诺事成后授予郜永宽二品顶戴。其他各王均有赏赐。程学启信誓旦旦，戈登则从中作保说李鸿章此次绝不会擅杀太平军降将降兵的。随后，程学启与郜永宽、汪安钧等就具体事宜进行商谈。次日，程学启告知戈登，纳王等已决定献城投降，仍坚持固守的只有慕王谭绍光。于是戈登按西方人的惯例要求李鸿章善待太平军降人，李当即点头同意。
12月4日，太平天国纳王郜永宽、康王汪安钧、比王伍贵文、宁王周文佳以及天将张大洲、范起发、汪绳武、汪有为8人在军事会议上将毫无防备的慕王谭绍光刺死。当夜，郜永宽等开城投清，还献上慕王首级，苏州陷落。
随后，慕王麾下数千将士被淮军、叛军围杀殆尽。苏州沦陷后，天京在长江下游最重要的门户和粮饷来源也随之丧失了。干王洪仁玕闻讯痛心疾首的说：
“安庆之失，天京已危，及苏州一陷，得救之望绝少矣”！
苏州攻守战初期，太平军在兵力上还占有一定优势，然而太平天国后期，特别是天京事变后，其内部缺乏统一指挥与协同作战，诸将不服调遣、各自为政，士兵的素质也严重下降； 相反，清军则集中力量，武器装备和后勤保障占有较大优势，又有器械精良、训练有素的雇佣军配合，最终几乎兵不血刃就攻取了苏州。
之后，因纳王郜永宽等索价甚高，且拒不缴械，激怒了程学启，程撺掇李鸿章设套将献苏州归降的太平军四王、四天将以及3万多部下全部屠杀。戈登见李鸿章出尔反尔杀降，十分愤怒，却投告无门，遂以辞职抗议 。纳王等人的高官厚禄瞬间化作南柯一梦。
苏州陷落，对太平天国造成了难以挽回的严重后果。正如李秀成所说：
“苏杭之误事，洋鬼作怪，领李抚台之赏，攻我各路城池。攻克苏州等城，非算李鸿章本事，实得洋鬼之能”《李秀成自述》。
这一认知倒也符合事实。12月12日，李鹤章、郭松林、刘铭传等督师攻取苏州西北的无锡、金匮，太平军伤亡惨重，激战中，太平天国潮王黄子隆父子被淮军活捉，旋即惨遭凌迟。这样，天京外围的屏障几乎被湘淮军全部肃清，天京对外联系的通道以及粮道也被截断，变得孤立无援，岌岌可危。
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