咸丰六年（1856年）上旬，胡林翼集结重兵，准备第三次收复武昌。进围武昌后，胡林翼不断派人回湖南招兵买马，以扩充兵力，其中湘军头号劲旅罗泽南军由5000人扩充至8000人，水师也由4000人增至万余人，加上原有的湖北绿营以及当地部分团练武装，总兵力已达30000余众。另湖广总督王佳・官文指挥的满汉马步军则负责围攻汉阳。
在进围武昌期间，胡林翼擢拔了一批骁勇善战的将领，譬如原水师营官鲍超，原本是向荣麾下绿营战兵，因作战勇猛被曾国藩相中拉入湘军，凭战功成为水师营官，胡林翼见他凶悍敢战，即破格令其赴长沙招募3000陆勇。这就是后来成为湘军中最能打、也最令太平军畏惧的精锐“霆军”的肇始。其他还有李续宾、蒋益澧等也在此时被提拔，委以节制、统领数千人的重权。
在水师将领中，除了提拔早有善战声誉的杨载福（后改杨岳斌）为外江水师统领外，还举荐了李成谋等人。依靠这批战斗骨干，胡林翼建立起行之有效的各级指挥系统，巩固了正在迅速壮大的队伍。由此可见，湘军虽然在江西战场上被困遇挫，因而攻势衰减，声势早已今非昔比，但在湖北却取得巨大发展，加上胡林翼以鄂抚兼掌军政大权，胡林翼在湘系集团中的地位似乎大有超越曾国藩的势头。
十一月，万事俱备的湘军开始攻打武昌。武昌城内的太平军守军约有两万人左右。他们吸取上次教训，对城防做了更严密的部署。在城外各要地挖壕筑垒，尤其是构筑坚固石垒：“筑大石，垒高与城等；炮眼密布，重沟深凿，竹签木桩，纵横杂错。城上遍设望楼，积滚木巨石于其上”。
湘军确实凶悍，各营士卒冒着枪林弹雨和如雨点般倾泻而下的砖石，前仆后继，奋死攻城，双方战至咸丰六年（1856年）二月初，太平军在城外构筑的营垒大部分被湘军攻破。九日，胡林翼、李孟群发起了第一次大规模进攻，将士们嗷嗷叫着猛打猛冲，架云梯拼死登城而上：“前队已伤，后队又缘梯而上，彼勇阵亡，此勇又逾沟而前”。
湘军不顾伤亡，轮番发起冲击，太平军据城坚守，顽强抵抗，滚木礌石如雨点般砸下，城下死尸遍地，污血四溅。这场惨烈的攻防战延续了七时之久，湘军死伤达600余人，却一无所获。但胡林翼不惜血本，湘军仍猛攻不已，伤亡也越来越多。
3月6日，湘军又展开猛攻，太平军在城头用炮轰、枪击、抛掷木石，拼命阻击，重创攻城湘军，激战中，身先士卒的悍将罗泽南受重伤，被卫弁冒死救回，次日伤重而死。“三月，贼开门出扑，泽南亲督战。援贼大队继至，我军自洪山驰下，奋击追逐，直抵城下，飞炮中泽南左额，血流被面。驻马一时许，归洪山，犹危坐营外，指画战状。翌日，卒于军。”失去了罗泽南这员大将，胡林翼只得用同样勇悍善战又深孚众望的李续宾继统其军，但主将阵亡，罗军士气不免受到影响。罗泽南部将蒋益澧也很善战，但他与李续宾一向不和，过去在罗泽南麾下还能勉强共事；李续宾继为主将后，两人矛盾日益激化，大有水火不容之势，后来竟发展到败不相救，蒋益澧愤而辞职归乡的地步。由此可见，李续宾临危受命接统罗军后，所部还有一个重组、磨合的过程。
这时，曾国藩因南昌之战大败，江西全局土崩瓦解，已数次来信乞援，他与家中信息阻断，音讯全无，其父曾麟书派老六曾国华长途跋涉至武昌，当面向胡林翼求救。胡林翼只好于四月初分兵四千余人，由曾国华率领驰援江西，恰逢江忠济军在通城被太平军歼灭，江忠济战死，太平军正欲乘胜渡过长江，直趋江北地区，以牵制清军对武汉的进攻，曾国华遂改道率军拦截，并跟踪追击进入湖南。
罗泽南
武昌城下，湘军历时3个多月不停猛攻，不仅失去了悍将罗泽南，还伤亡3000多兵勇，另有100多将弁死伤，但仅仅攻拔了太平军在城外构建的大部分营垒，武昌城仍屹立不倒。
这样得不偿失的攻城战，使胡林翼痛定思痛，开始反思一城一池的得失有那么重要吗？从必克武昌的狂热中逐渐清醒过来，再加上分兵4000给曾国华，兵力更是捉襟见肘，明显不足，胡林翼不顾清廷勒令他迅速拿下武昌的谕旨，毅然改变策略，改强攻为切断城中与外界联系、断其接济、专打援军的“长围坐困之计”。为此，他下令在武昌城外的各大要地，大修壕墙等工事，外击援军，内防守军，切断内外勾连，断其粮道，采取长期围困之策。
