江忠源自熊石頭帶兵走後，深感自己兵力不足，收縮回衢州府城防守，又派人向江西告急請援。
李秀成的人馬又擴大了，現在他直屬部下六萬人，號稱二十萬，圍攻衢州。同時韋志俊帶領水營和歸附會黨共三萬人圍攻嚴州。
江忠源偽稱自己生日，將衢州知府等一眾官吏召集起來做壽。酒過三旬，江忠源端起酒杯，高唱屈原的《國殤》。
「制軍雅量高致，下官敬制軍一杯。」
誰知江忠源卻失聲痛哭，涕泗橫流。眾人不解其故。
「諸君，今日非我生日，乃是我明年的祭日。若衢州城破，我江某雖是客軍，卻也決意以衢州共存亡。」
江忠源這話一說，算是堵死了本地官員的逃跑之路，「想那發匪亂教背倫，會黨無君無父，與此類同戴天日，江某恥之……就在這衢州與發匪決一死戰。」」制軍是湖南人，帶的是江西兵，尚且要與衢州同殉。我等身為衢州士子，豈可坐視匪教欺凌我名教正朔？」說話的這人，是個居家的舉人，也算江南士林的領袖。
於是，江忠源將眾人送給自己做壽的禮物，分賞三軍將吏，衢州知府等人也以府庫懸賞。而衢州聚集的富豪，也各取錢財，用以犒軍。一時間，衢州清兵士氣大振。
9月5日，李秀成的開始圍攻衢州，江忠源分別命令江忠浚、江忠濟，劉長佑，朱啟仁帶領各自的營頭主守四門，衢州本地清兵和團練助守。「忠」字軍皆是白鹿洞書院子弟作為骨幹，營卒又以鄉黨互為依仗，戰陣之上，同氣連枝，一人不退，則師友子弟皆死戰。相反，太平軍方面，則是以新附會黨為前驅，李秀成的殿右部老兄弟在後吶喊壓陣，稍一接戰，會黨便潰逃。由此連攻三日，毫無進展。
9月8日，天使神將謝爾曼發了狠，集中手頭的榴彈炮猛轟衢州東門，隨後，美械點檢排出方陣，列隊衝擊。
「大紅、大紅。」防守東門的江忠浚驚叫，立刻派人向江忠源稟報。江忠源的親兵「忠孝營」已經替換了各門疲勞的部隊，現在他手邊只有退下來休整的朱啟仁的還鄉團，一群疲兵。
「大帥，發匪的洋槍陣犀利無匹，已經衝進城門，正在攻取甕城。」
朱啟仁大叫：「衢州若失，我還鄉團孤魂野鬼，死無葬身之地！」朱啟仁本是廣東潮汕人，他手下都是廣東廣西的難民，一直以恢復廣東為志，故名「還鄉團」。他們立馬趕赴東門。
到了東門城下，發現身著大紅的洋槍手已經攻上甕城，正在清掃城頭。
朱啟仁大吼一聲，就向城頭的太平軍衝去。
城上有自己人，太平軍的炮火早就停了。而美械點檢訓練未久，登上城頭之後隊形已亂，近身之戰，沒有來得及裝子彈，人數也比守城的清兵少，全靠洋槍的威懾力在氣勢上壓住清軍。
朱啟仁這一陣衝殺，城頭太平軍的勢頭為之一挫。隨後雙方展開了肉搏戰。清軍人多，氣勢上也不輸，很快就消滅了城頭的少數太平軍，又掀翻太平軍攻城的雲梯。隨後，從四面城牆向甕城裡丟油罐。衝進甕城的太平軍非死即傷。
李秀成鳴金收兵，今天這一仗，美械點檢損失二百餘人，其餘損失過千人，可謂大敗。
「明天，我們集中火炮，強攻城頭。」這是謝爾曼的建議。
「集中火炮，火炮。謝天使，你就會用大炮轟人，沒有大炮你就不會打仗了？」
「參議員，戰爭就是比大炮，誰的大炮多誰獲勝。誰補充炮彈快誰獲勝。炮彈消滅人肉，這就是戰爭的真諦。」
「沒有大炮怎麼辦？就不打仗了？」
「沒有大炮，要麼購買，要麼生產。這是商人們考慮的問題，不關將軍的事。」
「好了謝天使，你先去休息吧。」李秀成想了一夜，終於得出一條妙計。第二天天一亮，太平軍撤除包圍，大張旗鼓北上，又放出謠言，要去打杭州。
「發匪要去打省城？」江忠源得信，輕蔑的一笑，「彫蟲小技，不要理他。」
9月11日，李秀成的伏兵從齊天山中出來，北上追趕李秀成的大隊。
「大帥，你怎知李秀成有伏兵？」
江忠源笑而不語。其實，發匪攻取杭州，對他江忠源有利無弊。
李秀成沒有去杭州，而是經湯溪、蘭溪北趨入嚴。韋志俊在嚴州與黎伯玉大戰數日，互有勝負。李秀成與韋志俊合兵之後，以全軍九萬人向黎伯玉突擊。黎伯玉兵少，於水路遁逃。9月20日，李秀成清剿完嚴州周邊，順利控制嚴州全境。
過了幾日，李秀成正在佈置南取處州，天京的信使卻到了，這是回復上次進攻杭州時發出的奏報。信使先稱讚了成天威掃蕩浙中的功勞，後面卻問：「何日奪取港口，以全大策？」
原來，李秀成區江南的主要目的，並非奪取土地，而是要取得一個港口，讓美國洋兄弟的物資運進來，並要「買火輪二十餘個」。李秀成在浙江打得過癮，天京日盼夜盼，卻不見美國物資到來。伯禮璽天德洪秀全不得不下旨深責。
要說取港口，也就兩個選擇，杭州和寧波。就向天京轉運來說，自然是杭州方便。而寧波是通商口岸，幾個月前打上海，遇到洋人干涉，寧波的洋人什麼態度也說不準。所以，去杭州為佳。而且杭州外城被攻破一次，餘威猶在，容易下手。
於是，李秀成派陳廷香駐嚴州，防守江忠源部，李尚揚到南面看住熊石頭。韋志俊經營金花（天王改金華為金花郡）。成天威自帶大軍，先取紹興，切斷杭州側翼，再做打算。
李秀成在去紹興的路上，得到了來自李尚揚的捷報，他逼退了盤踞滁州的熊石頭，繳獲洋槍三百桿，火藥兩萬斤。
幾乎是與此同時，閩浙總督劉韻珂也得到了熊石頭的告捷：熊石頭帶領福寧鎮，夜襲發匪輜重隊，截獲白銀八千兩，糧草一萬斤，隨後發匪大軍追來，福寧南澳兩鎮齊出，以兩千對十萬，斬殺無算，可惜雙拳難敵四手，發匪殺不勝殺，熊石頭只好轉進到福建境內，保衛本省。
於是處州之戰，在雙方的記載裡，都被稱作「處州大捷」。