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太平军向桂林挺进，意味着他们即将冲出两广，进入相对富足的长江流域。因此在攻桂林未果后，他们便立即撤围改攻全州，占领全州后，不待休整，又准备先取长沙，再图武昌。
出发前，南王冯云山依据情报得知，全州城东北有个湘江渡口，名为蓑衣渡，乃必经之地。此处江面狭窄，水流湍急，行船十分危险，同时两岸又多山林，如果清军提前扼夺，足以置太平军于死地。冯云山向天王洪秀全建议，在经过蓑衣渡时，应派步兵在两岸先行开道，其余部队、家眷和辎重则乘船随后跟进。
此时湘江上涨，预计顺流而下的话，三四天内即可抵达长沙。冯云山的做法，稳妥当然是稳妥了，但时间也被延误了。若要是这一期间，让长沙方面做好防守准备，岂不是会竹篮打水一场空？洪秀全仍决定全军都乘船走水路，并打算率船队先行。“蓑衣渡是极险恶的地方，倘有不测，后果不堪设想，老弟我愿意先行进入。”冯云山在攻打全州时，已经中炮负伤，但仍请缨担任了前队指挥。
正如冯云山所预料的，有人已经在蓑衣渡设伏了，此人就是江忠源。
江忠源从桂林起，就尾随太平军，一直跟到全州。发现全州已被太平军所控制，他赶紧绕到前面，以切断太平军向北延伸的通道。蓑衣渡由此被江忠源所选中，他对蓑衣渡的地形进行了周密侦察：蓑衣渡就渡口而言，实际水波平静，真正的险要的地段在其北面三里许，名为水塘湾。水塘湾也属于蓑衣渡区域，其西岸有沙滩突出江面，河床极为狭窄，兼之湘江在此急转向东，故而江水虽然不深，水流却极为湍急，船只很难通行。
水塘湾的岸边大树参天，无数灌木错落其间，江忠源伐木塞河，打桩设阻，预先拦住了河道。太平军的先头船队在进入水塘湾后，先顺着湍急的江水驶过浅滩，继而在河曲处转了个弯，接着便直直地冲入由巨木和木桩组成的障碍区并发生搁浅。
江忠源率楚勇埋伏在附近的狮子山，四处挥舞旗帜作为疑兵。太平军不知虚实，急忙撤退，可是因水流湍急，船队已无法做到进退自如：前面的船退不出来，后面的船也停不下来，结果越挤越多，全都撞在了一起。楚勇趁机以火炮进行袭击，一时间，炮子（即炮弹）、火箭如同雨点一样落在船上，随着大火在船只之间迅速蔓延，船队更加混乱不堪。很多船只或自相撞击，或沉没，或被焚，其间不少人被溺死、烧死、轰死。
在无法拔桩抢渡的情况下，冯云山指挥前队弃舟登岸，向楚勇发起反击。太平军准备不足，在地形上处于绝对劣态；而楚勇却以逸待劳，居高临下，并且牢牢地将对手置于其火力射击范围之内。激战半天，太平军被一路赶杀，重又退回江中。
楚勇处于西岸，太平军可以先退至对面的东岸；但东岸同样地形复杂，亦可能藏有大量伏兵，对于已陷入困境的太平军而言，这种风险更加难以预测和控制。冯云山只能继续倾全力在西岸进行争夺，而江忠源既然已经紧紧咬住了对手，当然也不肯轻易松口，双方连续拉锯达两个昼夜。
由于前队迟迟无法打开局面，洪秀全遂率后队助阵。江忠源在狮子山上看到太平军的后队旗帜，已准备撤离；就在这个时候，炮子忽然打到了冯云山的船上，冯云山再负重伤。随着冯云山失去指挥能力，船队大乱，洪秀全不得不下令抛弃所有船只和辎重，全军登上东岸。冯云山被抬到东岸后，很快就因伤重不治而亡。洪秀全当场恸哭，说：“是老天不肯让我平定天下吗？为什么这么快就夺走了我的贤良辅弼？”
永安封王，冯云山虽然仅仅被封为南王，位列东王杨秀清、西王萧朝贵之后，但他实际却是太平天国领导层的核心人物。太平天国起事，酝酿数载，皆冯云山一人之谋。作为领袖的洪秀全对其尤为依赖，平时只要遇到疑难，就一定要问冯云山；而足智多谋的冯云山，也总是能靠一两句话就解决问题，以至于洪秀全几乎寸步都不能离开他。
早在紫荆山区时，冯云山的地位和影响就已无人可及；太平天国的其他领导人，从杨秀清、萧朝贵到韦昌辉、石达开等，都是由他捏合在一起的，也对他衷心拥戴。有研究者认为，如果冯云山不是死于蓑衣渡之役，他完全可以继续辅佐天王，裁制东王，调和各王，后来的天京内讧也许就不会发生了。