湘军名将李续宾攻陷安徽舒城之后，胡林翼致函警告，力劝休整。亦有幕客向他建议：“今久行军疲，屡胜则骄。克城留屯，不足以为声援；不留军则后路空虚，且阻塞，必败之道也。宜还桐城，合都军攻安庆，则水陆马步相辅，名将精卒咸萃于百里之内，功必可成。”
可是，李续宾自视更高，“以受恩深，名重耻退”。他已经为自己“进兵三十二日，深四五百里，寇城垒望风溃破”这一连串的胜利而陶醉，决心疾取三河镇，“直捣庐州”，为清王朝力挽颓局。他过低估计太平军的战斗力，以为“攻城非旬日期，欲出奇，壁庐州，蹈寇瑕”，否决了幕客的正确建议。
但兵力、粮饷、军资皆因战线太长，一时难以迅速补给，而且必须在舒城留兵设防，这样能进犯三河的兵力不过五六千人，只好“发书湖北请益师”。岂知官文不以为然，声称“李九所向无前，今军威已振，何攻之不克，岂少我哉”？武汉各员皆赞同，认为“无所用援”。李续宾若无援军，“亦不肯留军示怯懦”，硬着头皮冒险进犯三河。
就在舒城失守同一天，陈玉成攻克六合，李世贤在江南占领溧水，兵临秣陵关，天京南北形势巨变，张国梁疲于奔命，德兴阿无兵可恃，胜保在盱眙紧张恐惧。但李续宾的迅速进犯打乱了太平军彻底打垮江南大营、解天京之围的既定计划。皖北“一日五方前来告急，那陈玉成无心再下，当即扯兵上救”，并奏请天王，调李秀成同往。陈玉成挥师西援，“直由巢县而进”；李秀成督兵继进。
显然，陈玉成计划集中绝对优势兵力，重点打击孤军深入的李续宾，以扭转皖北危局，恢复基地，保证上游腹地的安全，使天京获得稳定可恃的战略后方。可是，太平军主力援皖，天京南北兵力锐减，致使江南大营得以喘息整补，乘机反扑，引起战局再度逆转。
李续宾不顾兵勇疲劳，疯狂进向三河。陈玉成部下骁将吴定规镇守三河要塞，距舒城50里，筑大城1座，坚垒9座，“以为庐州捍蔽。”太平军“凭固设险，负固有年”，城防体系严密坚实。陈玉成十分重视三河安危，“该处为水陆冲要，实扼庐州之总要。其屯聚米粮、军火”，是庐州、天京的重要补给基地之一。
11月3日，李续宾进抵三河，根据以往战役经验，仍持“攻城必先破垒”的战役方针，拟派丁锐义、李存汉、彭祥瑞进犯河南大街及老鼠夹一带营垒，黄胜日、杨得武、周宽世攻东北迎水庵、水晶庵营垒，李续焘攻西面储家越营垒，自率金国琛、刘人和为预备队接应。各营筑垒进扎后，11月7日黎明，按上述方案进攻。吴定规督主力迎战，以小队突击，湘军分途进击，两军大战。之后，太平军入垒，“凭墙死拒，炮如雨点”，杀伤敌军。李续宾令兵勇“纵火焚烧，烈焰突起”。
吴定规令城军与白石山将士前往接应，9垒太平军迅撤入城，湘军初战获胜，扫清三河城外据点，但伤亡竟达1000余人，五分之一的战斗力损耗殆尽，军势已经大受摧折。吴定规虽失9垒，但重创敌军，为三河大捷立下首功。于是，李续宾逼城扎营，不断围攻。
李续宾
吴定规知陈玉成援军在途，且三河城坚易守，粮食军资丰裕，有恃无恐，遂凭城坚守，多次击退湘军攻势，继续消耗敌人有生力量。湘军连续攻坚，损兵折将，锐气渐丧，只得在城外相持，李续宾已成强弩之末，当初的疯狂气焰大为低落。
“三河大捷”的过程
其时，陈玉成星夜兼程，“领军由巢县到白石山、金牛而进，包三河之后，断李续宾之后路，塞舒城之不通三河李营之救。”吴如孝先受命回防庐州，也督师前往助战。捻军首领张乐行与吴如孝先受命回防庐州，也督师前往助战。捻军首领张乐行与吴如孝合军驰援。太平军“号称十余万，连夜窜至三河三十里之金牛镇、白石山一带，连营数十里，包抄大军后路。”李续宾如梦初醒，连次“飞催换防浔军，并调留防陈德园之昌营，星夜赴潜山接应。又抽调防守桐城之元中，贞右等营，赴舒城接应”。但已缓不济急，李续宾作茧自缚，现在他要受到太平军的清算了。
陈玉成步步逼近湘军，不断收束包围圈，湘军处境殊为孤危。
李续宾进退两难，只好困兽犹斗，于11月14日夜部署主力打援，令金国琛督带，各营抽出六成兵勇进攻陈玉成大军。是日，李秀成率续援军抵达白石山，充任陈玉成的预备队，太平军声势更盛。15日五鼓，湘军进向金牛镇，刚行15里，黎明时，抵达樊家渡，王家祠堂。陈玉成大军迎至。湘军兵寡力弱，又分兵前击。陈玉成“以数支包抄，数支搦战”。湘军炮火猛烈，拚力冲击。太平军不支，湘军冲至金牛营垒附近。“忽大雾迷漫，咫尺莫辨”。陈玉成乘雾率主力迅速由左路分数支抄截，出于湘军所料。
李秀成回忆说：“天当明，蒙雾甚大，皆闻人声，不知向处。那知陈玉成尚在李续宾之后，李将追赶陈将之上前，陈将在李将之后杀去。李将那时知道陈将由后杀来，复军回敌，已军自乱，死去千余清兵。”
胡林翼奏称战况说：“由左路抄出数大股，直前冲突。时我军之在左路者，后仁营先溃，义中、义左、义右等营，相继而走。致中右两路各营，均为贼抄袭，返戈冲杀，而前后皆贼。参将彭友胜 、游击胡廷槐、饶万福等力战阵亡。其余员弁勇丁，伤亡过半，队伍星散，归路已为贼阻截矣。”
李续宾闻悉败讯，亲率营内守军匆忙出队接应，妄图冲破重围，救出拒援湘军，“冲荡数十次”。吴定规乘势由三河城内杀出，直取湘营。李秀成“亲引本部人马向三河边近而来”。李续宾破围接应失败，又见巢穴受敌，慌忙一面令湘军守营，抵拒吴定规，自己督军在“营前七八里交锋”。李秀成军至，“陈玉成见我兵生力一壮，破李续宾阵门，阵脚一动，大败而逃，困李将于营中。”
胡林翼奏报拒援湘军的下落说：“是时贼已逼近，而后仁营、义右营败后飏去；护右凯左及亲兵马队等营，被贼阻截，不能回营。义中、义左均无守志，此七营墙垒已被贼攻破。惟运同丁锐义冲入李续宾营盘，期与统将共命。其余各营……仅留四成守垒，余皆随从李续宾苦战。战至二更，……李续焘、彭祥瑞率勇越垒冲出。于是，贼踞其垒，挖断河堤，以绝我军去路。”
可见，拒援军溃不成军，惟丁锐义逃至李续宾营内，7营先被太平军攻克。之后，李续焘弃乃兄遁走，其垒为太平军进据，并“挖断河堤”，李续宾众逃亲离，被大军合围。
王闿运
王闿运描绘末路“英雄”李续宾最后挣扎情形，具体生动，写道：“续宾自搏战，不能进，还营，闭垒门。七垒已先陷，寇来如墙。续宾叹日：‘今败矣！’令军中日：‘见月照地而走’。军皆束载而待月出。续宾终耻于溃围，谋复固守。军已动，遂大奔。续宾驰督战，军不复成列，遂陷阵死。曾国华、何忠骏从之，皆死。”
这个双手沾满太平军将士鲜血的刽子手终于认输了，先欲突围，又死要面子，复图出击，但湘军已经不愿卖命效死了，他们各自奔窜，亟寻生路，15日深夜三更，李续宾、曾国华、何忠骏等形影相吊，即被太平军击毙。
丁锐义率残部溃回营垒挣扎，“以俟舒桐两处援兵，期保全中军”。但太平军连次大胜，士气高涨，必欲歼灭湘军，为死难将士复仇。而且，“百倍于官军，四面围攻，炮石如雨，更番叠进，昼夜不息”。四更，太平军攻克利右营，副将李存汉逃入中右营，继续顽抗。
17日夜，湘后、左仁两营又被攻破。18日夜，丁锐义等在中右营挣扎，“铅药水米俱尽，援兵隔绝不前”。太平军乘势猛攻，丁锐义、孙守信等俱被阵斩，湘军基本就歼。惟李存汉向东北突围，“得脱免者仅十之二三。”11月15日，湘军副将谢永祜在舒城接获警报，“率勇往援”。
太平军已经派队于千人桥阻援，湘军猝不及防，被太平军围困，“勇丁受伤过半”。谢永祜突厢而出。陈玉成一面拒援，一面分兵两路：“一由杭铺绕舒城，一由梅心驿窜桐城”，向湘军腹地猛进，谢永祜离巢在千人桥被围，太平军乘虚攻克舒城。谢永祜匆忙由间道奔窜桐城。
三河大捷是太平军在皖北战场取得的一次具有转折意义的重大战略胜利，对上游战局产生了深刻影响。这次胜利迅速扭转了皖北两军态势，陈玉成、李秀成乘胜持续进攻，把湘军逐回湖北，胡林翼筹措多时的东征计划化为泡影。太平军收复了沦陷的基地，重建巩固的战略后方，对未来攻破江南大营的战役提供了人力物力基础。
太平军取得“三河大捷”的后续影响
三河大捷是一场出色的歼灭战，陈玉成的战役指挥艺术得到充分的发挥。首先，他尽可能地集中绝对优势的兵力，昼夜兼程，对敌军实施战略包围，切断其退却线。接着，抓紧时机对孤立之敌实施进攻，组织连续会战，把湘军一股股地消灭。最后，合围全歼。
陈玉成
这一歼灭战已经作为典型的战例而永垂太平天国战争史册，陈玉成也因此深得举国军民推戴，洪秀全授于他指挥全军的重大权力。
三河大捷对湘军的打击异常沉重。李续宾部向称湘军精锐，久经征战，一直是太平军劲敌，一旦聚歼，使整个湘军“元气大伤”，虽然曾国藩“多方抚慰，而较之昔日之锋锐，究为减色”。他闻此噩耗，“哀恸填膺，减食数日。”湘军另一头目胡林翼居丧在家，“发书大恸，仆地呕血不能起，……良久始醒。”哀叹“湘军熠焉”，“一蹶不复再振”。连咸丰帝也“不觉陨涕”，哀伤这只鹰犬的败亡，追赠总督。可见，李续宾败亡在清廷朝野、湘军营垒顿时引起一片悲观与慌乱，反证三河大捷的沉重打击力量。
陈玉成决定连续进攻，不给湘军以喘息之机，扩大三河会战的胜利成果。舒城攻克后,，桐城成了湘军新巢。总兵赵克彰统带6营湘军、九江换防援军及八旗马队，以为安庆、舒城后援，都驻扎桐城。谢水枯、李存汉等率残部窜至，兵力有所增加，但士气沮丧，军心混乱，亟需整补喘息。陈玉成在三河会战同一天，即分兵由梅心驿驰向桐城，牵制赵克彰。果然，赵克彰怯懦畏进，不敢东援李续宾。
11月23日夜，太平军结束三河会战后，再次发动新的会战，目的是歼灭桐城的赵克彰部。陈、李议定分兵进取，“陈玉成靠舒城而出大关，我由三河至庐江，到界河。”两军驰抵预定目标后，陈、李又在桐城吕亭驿会议，商定攻取桐城的战役计划。陈玉成督师正面进攻，“由山边而进桐邑”；李秀成未曾与湘军会战，缺乏战胜湘军的战术经验，遂“由孔城而进桐城、斗铺”，迂回敌人后路，切断其退却线。
李秀成
11月24日，太平军进抵桐城，“漫山遍野，约七八万人，”赵克彰留四成兵勇驻守城外各营，城内则由三河溃军据守，自率六成兵力开西门迎战。其时，三河惨败，清军“各有忌意，少有战心”。陈玉成、李秀成亲临督战，将士士气更旺，奋勇杀敌。湘军拚力相持，“自午至酉，鏖战四时，彼此均多伤亡。”李存汉、赵友材等毙命，湘军势渐不支。副将“朱希广先败，退至长濠，该营墙垒被贼焚毁，各营守濠之勇，逐渐溃乱”。赵克彰慌忙逃回营垒，妄图负隅顽抗。
陈玉成遣将士迂回敌后，“冲入长濠，包裹营盘。”赵克彰魂飞魄散，不愿重蹈李续宾前辙，急率城外各营湘军突围逃窜。陈玉成令将士分途截杀，副将李长林、彭祥瑞、刘人和等俱被追杀，“其时城中无营守护，惟三河之溃卒聚于城内”，闻悉城外各营溃散，立即开城四散逃命。太平军由西门登陴，收复桐城。李秀成由斗铺杀来，分兵追击，李续宾余部连续被歼，战斗力完全丧失。
陈玉成又赢得新的胜利，更加扩大了双方力量对比的差距，为即将到来的战略反攻扫清了军事障碍。李秀成说：“自三河一战，桐城一战，安省之围自解。”李续宾败亡，东征清军只剩下都兴阿在安庆围攻省城。
安庆太平军悉知大军进援皖北，斗志旺盛，“昼夜扑出”，进扰清军，弄得都兴阿“时时接仗”，兵勇疲顿，勉强竭力相持。杨载福调集舢板船“由枞阳绕进内湖，联络声势”。石镇吉进扎东门外，“开挖长濠，渐次合围。”韦志俊督援军多次进攻枞阳义津桥，更增加都兴阿攻坚的困难。清军以骑兵、水师在枞阳一带“轮流巡堵”，处于“防剿十分吃紧”的两难状态。
11月16日，都兴阿获悉三河会战失利，急令枞阳骑兵飞速驰援。18日探报，三河清军就歼，桐城危急，改调骑兵往援。同时，檄湖北粮道唐训方将赴援徐宿的湘军“由英霍折回潜山，力援桐城”，候补道李续宜速往桐城收集溃兵，副都统舒保带骑兵由武昌东援，以挽救皖北败局。咸丰帝谕令胜保、德兴阿分别在定远、扬仪、六合加强攻势，牵制陈玉成反攻。
