江忠源自熊石头带兵走后，深感自己兵力不足，收缩回衢州府城防守，又派人向江西告急请援。
李秀成的人马又扩大了，现在他直属部下六万人，号称二十万，围攻衢州。同时韦志俊带领水营和归附会党共三万人围攻严州。
江忠源伪称自己生日，将衢州知府等一众官吏召集起来做寿。酒过三旬，江忠源端起酒杯，高唱屈原的《国殇》。
“制军雅量高致，下官敬制军一杯。”
谁知江忠源却失声痛哭，涕泗横流。众人不解其故。
“诸君，今日非我生日，乃是我明年的祭日。若衢州城破，我江某虽是客军，却也决意以衢州共存亡。”
江忠源这话一说，算是堵死了本地官员的逃跑之路，“想那发匪乱教背伦，会党无君无父，与此类同戴天日，江某耻之……就在这衢州与发匪决一死战。”
"制军是湖南人，带的是江西兵，尚且要与衢州同殉。我等身为衢州士子，岂可坐视匪教欺凌我名教正朔？"说话的这人，是个居家的举人，也算江南士林的领袖。
于是，江忠源将众人送给自己做寿的礼物，分赏三军将吏，衢州知府等人也以府库悬赏。而衢州聚集的富豪，也各取钱财，用以犒军。一时间，衢州清兵士气大振。
9月5日，李秀成的开始围攻衢州，江忠源分别命令江忠浚、江忠济，刘长佑，朱启仁带领各自的营头主守四门，衢州本地清兵和团练助守。“忠”字军皆是白鹿洞书院子弟作为骨干，营卒又以乡党互为依仗，战阵之上，同气连枝，一人不退，则师友子弟皆死战。相反，太平军方面，则是以新附会党为前驱，李秀成的殿右部老兄弟在后呐喊压阵，稍一接战，会党便溃逃。由此连攻三日，毫无进展。
9月8日，天使神将谢尔曼发了狠，集中手头的榴弹炮猛轰衢州东门，随后，美械点检排出方阵，列队冲击。
“大红、大红。”防守东门的江忠浚惊叫，立刻派人向江忠源禀报。江忠源的亲兵“忠孝营”已经替换了各门疲劳的部队，现在他手边只有退下来休整的朱启仁的还乡团，一群疲兵。
“大帅，发匪的洋枪阵犀利无匹，已经冲进城门，正在攻取瓮城。”
朱启仁大叫：“衢州若失，我还乡团孤魂野鬼，死无葬身之地！”朱启仁本是广东潮汕人，他手下都是广东广西的难民，一直以恢复广东为志，故名“还乡团”。他们立马赶赴东门。
到了东门城下，发现身着大红的洋枪手已经攻上瓮城，正在清扫城头。
朱启仁大吼一声，就向城头的太平军冲去。
城上有自己人，太平军的炮火早就停了。而美械点检训练未久，登上城头之后队形已乱，近身之战，没有来得及装子弹，人数也比守城的清兵少，全靠洋枪的威慑力在气势上压住清军。
朱启仁这一阵冲杀，城头太平军的势头为之一挫。随后双方展开了肉搏战。清军人多，气势上也不输，很快就消灭了城头的少数太平军，又掀翻太平军攻城的云梯。随后，从四面城墙向瓮城里丢油罐。冲进瓮城的太平军非死即伤。
李秀成鸣金收兵，今天这一仗，美械点检损失二百余人，其余损失过千人，可谓大败。
“明天，我们集中火炮，强攻城头。”这是谢尔曼的建议。
“集中火炮，火炮。谢天使，你就会用大炮轰人，没有大炮你就不会打仗了？”
“参议员，战争就是比大炮，谁的大炮多谁获胜。谁补充炮弹快谁获胜。炮弹消灭人肉，这就是战争的真谛。”
“没有大炮怎么办？就不打仗了？”
“没有大炮，要么购买，要么生产。这是商人们考虑的问题，不关将军的事。”
“好了谢天使，你先去休息吧。”李秀成想了一夜，终于得出一条妙计。第二天天一亮，太平军撤除包围，大张旗鼓北上，又放出谣言，要去打杭州。
“发匪要去打省城？”江忠源得信，轻蔑的一笑，“雕虫小技，不要理他。”
9月11日，李秀成的伏兵从齐天山中出来，北上追赶李秀成的大队。
“大帅，你怎知李秀成有伏兵？”
江忠源笑而不语。其实，发匪攻取杭州，对他江忠源有利无弊。
李秀成没有去杭州，而是经汤溪、兰溪北趋入严。韦志俊在严州与黎伯玉大战数日，互有胜负。李秀成与韦志俊合兵之后，以全军九万人向黎伯玉突击。黎伯玉兵少，于水路遁逃。9月20日，李秀成清剿完严州周边，顺利控制严州全境。
过了几日，李秀成正在布置南取处州，天京的信使却到了，这是回复上次进攻杭州时发出的奏报。信使先称赞了成天威扫荡浙中的功劳，后面却问：“何日夺取港口，以全大策？”
原来，李秀成区江南的主要目的，并非夺取土地，而是要取得一个港口，让美国洋兄弟的物资运进来，并要“买火轮二十余个”。李秀成在浙江打得过瘾，天京日盼夜盼，却不见美国物资到来。伯礼玺天德洪秀全不得不下旨深责。
要说取港口，也就两个选择，杭州和宁波。就向天京转运来说，自然是杭州方便。而宁波是通商口岸，几个月前打上海，遇到洋人干涉，宁波的洋人什么态度也说不准。所以，去杭州为佳。而且杭州外城被攻破一次，余威犹在，容易下手。
于是，李秀成派陈廷香驻严州，防守江忠源部，李尚扬到南面看住熊石头。韦志俊经营金花（天王改金华为金花郡）。成天威自带大军，先取绍兴，切断杭州侧翼，再做打算。
李秀成在去绍兴的路上，得到了来自李尚扬的捷报，他逼退了盘踞滁州的熊石头，缴获洋枪三百杆，火药两万斤。
几乎是与此同时，闽浙总督刘韵珂也得到了熊石头的告捷：熊石头带领福宁镇，夜袭发匪辎重队，截获白银八千两，粮草一万斤，随后发匪大军追来，福宁南澳两镇齐出，以两千对十万，斩杀无算，可惜双拳难敌四手，发匪杀不胜杀，熊石头只好转进到福建境内，保卫本省。
于是处州之战，在双方的记载里，都被称作“处州大捷”。