1862-1864年(同治元至三年)，太平军为保卫首都天京而进行的悲壮战斗。1862年5月(同治元年五月)，清江苏布政使曾国荃所部湘军陆师、兵部侍郎彭玉麟所部水师，分两路进逼天京，陆师驻雨花台，水师泊护城河。李秀成奉命从苏南分军三路回援。10月13日(闰八月二十日)，李秀成亲率主力与曾国荃部湘军展开激战，因久攻不胜，于11月26日(十月五日)主动撤军。正面强攻不利，洪秀全又命令李秀成执行“进北攻南”的新计划，即循长江北岸西进皖鄂，与西北太平军会师武汉，迫使天京外围的湘军回师救援，以便趁机歼灭湘军，解除京围。李秀成勉强从命，派林绍璋先行，次年2月(同治二年正月)亲率主力渡江入皖。曾国藩一面派兵援皖，一面令湘军猛攻天京。5月(三月)李秀成攻六安不克，折回寿州， 6月(四月)抵天长，不久洪秀全召李秀成率军回援天京。此次战役损兵折将，遭致惨败。这两次战斗的失败，使天京陷于坐困局面。从此太平天国再也无力组织大规模的进攻，只能凭借城防工事，消极防御。1864年3月 (同治三年正月)，湘军合围天京。6月1日(四月二十七日)洪秀全病逝。7月19日(六月十六日) ，天京陷落，守城将士除少数突围外均壮烈牺牲。

天京保卫战是革命与反革命的一次决战。从1862年5月底，湘军主力自安庆顺江东下，进犯天京，曾国藩的陆军踞雨花台，彭玉麟的水师泊护城河。洪秀全急令东线指挥李秀成率太平军迅速驰援天京。悲壮的天京保卫战开始于10月初。太平军投入兵力达二十多万，奋战了四十六个日日夜夜，杀伤大量敌人，但未能攻破敌军营壕。李秀成下令撤兵。洪秀全见正面进攻不能取胜，就制定“进北攻南”的新计划，命令李秀成率兵渡江，进军安徽、湖北，会合陈德才、赖文光率领的从西北进入湖北的太平军，夺取武汉，迫使长江下游和天京外围的敌军回师援救，以解天京之围。但李秀成对此计划消极，以致北进计划落空。1864年春，苏南、浙江战场瓦解，天京成为一座孤城。李秀成提出“让城别走”，被洪秀全拒绝。此时天京内外交通断绝，生活极端困苦。1864年6月，洪秀全病逝。7月19日，湘军猛攻天京，用火药轰塌太平门东侧城墙，蜂涌而入。守城太平军将士同湘军展开短兵相接的巷战，誓与敌人同归于尽，决不投降。天京陷落，标志着太平天国革命失败。