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湘军后撤，石祥祯、林绍璋乘势全面发动反攻，太平军溯湘江而上，列舟于距长沙仅六十里的靖港。发现长沙防守严密，指挥部立即采用“披枝叶以溃腹心”的战略，派林绍璋自陆路绕道南行，迂回出击宁乡。
宁乡由伍宏鑑等三营扼守，三营皆仓促编成，未经战阵，加之营垒不固，被太平军打得大败，伍宏鑑战死。此时塔齐布兵团自崇阳回援，曾国藩急令塔齐布增援宁乡，但因为突然下起瓢泼大雨，增加了行军的困难，塔兵团连行三日，也未能到达宁乡。
林绍璋占领宁乡后，随即分出一军，通过小路前往湘江上游，直逼与靖港呈掎角之势的湘潭。曾国藩获悉，赶紧派人给塔齐布送信，令塔齐布兵团由援宁乡改为攻湘潭。谁知信使派出没多久，湘潭就被太平军给攻下了，这样一来，长沙的南北水陆通道要隘皆失，已陷入正在形成中的太平军大包围之中。
长沙驻军不过两三千人，就只够守住城墙垛口，力量极为薄弱。更要命的是，由于见湘军在前线连续受到重挫，城内军民人人都以为必败无疑，甚至听到远处传来的吹角声或者看到火光，都会心惊胆战。曾国藩召集军事会议，大家都认为城内士气如此低迷，坐困危城非常危险，应由曾国藩亲自督战，主动出击。出击目标有两个：一为靖港，一为湘潭。对于究竟进攻哪一个，现场众说纷纭，有人说应该先夺回靖港，但马上就有人表示担忧，说靖港离长沙太近，如果夺靖港失败，再退回长沙城下，便等于自陷死地。后者建议，不如全军进攻湘潭，万一失利的话，还有时间继续组织长沙的防守，或即便长沙保不住，亦可退保衡州。
水师十营的营官也都在场，众人公推彭玉麟发表意见。彭玉麟倾向于进攻湘潭，并提出他可以先率五营作为先锋，次日曾国藩再带另外五营随后跟进。曾国藩决定按彭玉麟说的办，于是命彭玉麟率水师五营赶往湘潭助战，又派临时归其指挥的江忠淑率楚勇两千人也由陆路增援湘潭。
在彭玉麟等人出发后，当天夜半，长沙民团向湘军报告，说根据他们得到的情报，驻扎于靖港的太平军不过数百人，而且没有防备，不难将其击溃和驱逐出境。他们希望湘军能够抓住战机，奔袭靖港，并表示已为之建立浮桥，可直接为湘军助战。
大家听后都振奋起来，认为这样的话，湘军完全有把握夺回靖港，曾国藩也随之修改计划，将第二天天亮后增援湘潭改为进攻靖港。按照情报所述，靖港太平军不多，自然也就用不着将彭玉麟、江忠淑包括塔齐布再调回靖港了。此后湘军实际变成了兵分两路，即塔齐布、江忠淑等率陆勇约五千人，以及彭玉麟所率水师五营，进攻湘潭；曾国藩则亲自领兵进攻靖港。
1854年4月28日，曾国藩率由大小战船四十艘组成的水师五营、陆勇八百，由长沙直奔靖港。靖港历来为兵家必争之地，据说唐代名将李靖的兵营就曾驻扎于此，故而得名。当天，战火在这个与兵家有着不解之缘的地方熊熊燃烧。其时正值春夏之交，江水猛涨，长沙去靖港正好顺流，水急船疾，加上西南风大作，船行江中，其势如同飞箭。
湘军用于作战的主战船，从大到小依次为快蟹、长龙、舢板，其中舢板用于搜索，长龙用于后备，首先用于进攻的是快蟹。看到湘军的快蟹船纷纷驶来，太平军待其靠近岸边，即用大炮进行轰击。快蟹船大目标也大，指挥船当即中弹受损，其他各船急忙落帆，躲进靖港对岸的铜官渚暂避。太平军能够用大炮直接轰击湘军船队，仅此一点，就足以说明，长沙民团的情报其实并不准确，驻扎靖港的太平军不仅数量不少，而且早有防备。
在太平军陆营发炮轰击，将湘军船队逼进铜官渚后，其水营也立即展开了攻击。太平军用兵，极善于劫营，水营巧妙地移植了这一战术。他们有一种湖南炭船，名为小划或小拨，船身长而窄，篷矮而坚，别看不起眼，但乘风破浪，迅如箭矢。在西风相助下，两百余只小划渡江进入铜官渚，如同离弦之箭一样扑向湘军船队，朝其抛火弹、放喷筒。仅半顿饭的工夫，湘军便被焚毁了十余艘战船，其余战船见势不妙，急欲撤退，却发现行动上已不能自主。
彼时的曾国藩及其将士终究还只是初进实战课堂的小学生，尤其水战更是其短板。与不懂得水师要保持疏散队形一样，他们也不知道水师进军绝不能顺风顺水。因为顺风顺水固然快而省力，但会导致来时顺风，回驶顶风；进则疾驰如飞，退则寸步难行的后果。
没奈何，水师营官们只得派人上岸拉纤，太平军早就料到他们有此一着，一支陆营冲上前去，三下五除二，便把岸上的纤夫都给歼灭掉了。战船上的水勇眼见江岸十余里，火筒如流星，相继不绝，而自己的船又没法向后移动，便置船炮于不顾，纷纷弃船上岸。当天船队中只有钓钩船因未列于战斗队列之中，没有遭到火攻，炮位、炮子等装备尚保持完整，可是水勇受到恐慌情绪的影响，也都逃散了。