咸丰元年闰八月一日（1851年9月25日），太平军攻克第一座州城——广西永安州（今蒙山县）。此时清军虽尾随而来，但鉴于屡败的教训和复杂的内部矛盾，未敢轻举妄动，只是高垒自固，严密封锁。于是双方出现了暂时对峙的局面。洪秀全等抓住这一有利时机，加紧整顿队伍，进行军事、政治等方面的建设，首先是整饬军纪。洪秀全连续发布诏令，要求“各军各营众兵将，各宜为公莫为私”，凡杀妖攻城时所得金银绸帛宝物，不得私藏，尽缴归天朝圣库，“逆者议罪”。他勉励全体官兵，“同心同力同向前，同顶天父天兄纲常”；坚耐威武“真忠报国到底”；要恪遵“十款天条”，特别是第七天条（即不好奸邪淫乱），如有违犯，“一经查出，立即严拿斩首示众，决无宽赦”。为了赏功罚罪，洪秀全通令全军建立功罪登记制度。“俟到小天堂，以定官职高低，小功有小赏，大功有大封”①。其次是健全领导体制。十月二十五日（12月27日），洪秀全发布封王诏令，封左辅正军师中军主将杨秀清为东王、右弼又正军师前军主将萧朝贵为西王、前导副军师后军主将冯云山为南王、后护又副军师右军主将韦昌辉为北王、左军主将石达开为翼王，“以上所封各王，俱受东王节制”②。此外，又封秦日纲为天官丞相，胡以晃为春官丞相，其余有功将士均晋升官职。同时洪秀全根据创立新朝的需要，开始“制礼作乐”。他任命卢贤拔为左掌朝仪，职同将军；颁布《太平礼制》，规定了一套尊卑严明的等级制度和繁琐的礼仪制度；颁行由冯云山创制的《天历》，从而否定了封建皇朝的正朔。在此期间，太平军领导集团还成功地粉碎了敌人的颠覆阴谋，清除了暗通敌人的奸细周锡能。经过半年休整，革命队伍得以巩固，战斗力进一步加强。
咸丰二年二月（1852年4月，天历壬子二年二月），太平军在打退清军多次进攻后，决定突围北上。二月十二日（4月1日），先锋罗大纲率精兵二千，迅速攻下城东二十里敌军设有重防的要隘古苏冲。十六日（4月5日）深夜，太平军全军二万五千人，胜利突围。乌兰泰、向荣闻讯，立即统兵追赶截杀。后卫秦日纲部与敌军激战竟日，损失千余人。为摆脱被动，太平军决定利用龙寮岭大峒山谷地的有利地形，以重兵设伏，歼灭清军追兵。二月十九日（4月8日，三月五日）清晨，清军进入伏击圈，太平军乘大雾弥漫，从四面八方突然向清军发起攻击。经半日激战，阵斩天津镇总兵长瑞、凉州镇总兵长寿、河北镇总兵董光甲、郧阳镇总兵邵鹤龄及兵弁五千人。接着，太平军取道山间小径，经荔浦、阳朔，疾趋省城桂林。向荣自大峒山败后，率清军干余抢在太平军之前进入该城，督军固守。随后，乌兰泰等率军陆续赶来救援，清军总数达到几万人。太平军在桂林城外东西南三面扎营，于象鼻山及文昌门外张氏宗祠架炮日夜向城内轰击，并猛攻西、南、文昌三门。三月一日（4月19日，三月十六日），太平军在南门外重创清军，乌兰泰重伤毙命。太平军围攻桂林月余，水陆24战，但因城坚，始终未能攻破。四月一日（5月19日），太平军主动撤围北上，向湖南进军。四月四日（5月22日）太平军攻破兴安。四月六日（5月24日），路过全州时，南王冯云山被守城清军炮火击中受重伤。太平军大愤，乃回师攻城，首次使用“穴地攻城法”，克全州。四月十八日（6月5日），太平军撤出全州，分水陆两路沿湘江北进，经蓑衣渡时，遭湖南永州（今零陵）知州江忠源的阻扼，激战两昼夜，双方均有较大伤亡。冯云山伤势恶化，在此牺牲，太平天国失去一位杰出的组织者和领导者。太平军乃尽弃船只，由东岸越山入湖南省境。为动员群众参加和支持革命战争，太平军在进军进程中，以东王杨秀清、西王萧朝贵的名义，相继发布《奉天诛妖救世安民谕》、《奉天讨胡檄布四方谕》、《救一切天生天养谕》三篇重要文告。这些文告有力地揭露了清朝的罪恶统治，指出：在清朝的反动统治下，“贪官污吏，布满天下”，“饿莩流离，暴露如莽”，“官以贿得，刑以钱免。富儿当权，豪杰绝望”。文告申明太平军起义的宗旨是：“上为上帝报瞒天之仇，下为中国解下首之苦，务期肃清胡氛，同享太平之乐。”文告进一步号召全国人民：“各备起义，大振旌旗，报不共戴天之仇，共立勤王之勋。”③文告反映了广大人民群众的愿望和要求，极大地激发了各地人民的革命斗志。在战斗过程中，太平军又始终保持严明的纪律，不私入民房，不拿群众的财物；作战时缴获的金银、绸帛等物一律归公。太平军所到之处，杀逐官吏、地主、豪绅，捣毁衙门，焚烧地契、借卷，并没收贪官污吏、土豪劣绅的财产，分配给贫苦饥寒的人民，对封建统治秩序进行了革命的扫荡。太平军的实际行动，完全证明自己是代表被压迫、被剥削者的利益的，因此，在进军过程中，群众争相欢迎，踊跃加入。太平军进入湖南后，于四月二十五日（6月12日）攻克道州（今道县）。随后太平军以道州为大本营，分兵四出，攻占附近江华、永明（今永江县）、嘉禾、兰山、桂阳等州县；七月三日（8月17日）克湘南重镇郴州。太平军在道州、郴州等地，进行修整，大力扩军。湘南天地会和斋教起义群众以及挖煤工人日以千计地涌向太平军，使太平军迅增五、六万新成员。其中挖煤工人擅长挖掘地道，太平军把他们组成土营，在日后的攻城战斗中发挥了巨大作用。
恭王府在道州休整期间，太平军内部曾就整个战略发生争论。部分祖籍广西的将士主张“怀土重迁，欲由灌阳而归，仍扰广西”。杨秀清批驳了此种意见，指出：“已骑虎背，岂容复有顾恋？今日上策，莫如舍粤不顾，直前冲击，循江而东，略城堡，舍要害，专意金陵，据为根本，然后遣将四出，分扰南北，即不成事，黄河以南，我可有已。”④洪秀全同意杨秀清的主张，决定继续挥师北上。时太平军探知长沙清兵防守薄弱，西王萧朝贵自清率精兵二千袭取长沙。七月二十八日（9月11日），太平军抵长沙城外，扎营南门外妙高峰、鳌山庙等处，昼夜攻城。西王萧朝贵勇毅不避艰险，亲临前线指挥，不幸中炮受伤，不久逝世。洪秀全等得知萧朝贵牺牲的消息，万分悲愤，遂率大军从郴州起程，于九月一日（10月13日），抵长沙城下。此时敌人亦援兵四集，城防兵力已达三万余人，后增至五万人。故太平军虽奋力进攻数十日，都未能破城。十月十九日（11月30日）夜，太平军主动撤长沙之围，连克宁乡、益阳，接着在湘阴临资口得洞庭湖船数千，乃渡湖向岳州（今岳阳）进军。十一月三日（12月13日），太平军攻占号称“楚北门户”的岳州。在益阳、岳州，太平军缴获大量武器船只，吸收大批渔民、船户、纤夫及其他贫苦群众参军。洪秀全封唐正才为典水匠职同监军，统率众船，正式建立水营。从此，太平军成为一支无坚不摧、无攻不克的水陆大军。
十一月七日（12月17日），太平军水陆两路“从岳州起程，千舡健将，两岸雄兵。鞭敲金镫响，沿路凯歌声，水流风顺”⑤，直趋武汉。十月十三日（12月23日）。太平军攻克汉阳，十九日（12月29日）夺取汉口，十二月四日（1853年1月1日）攻占武昌城。太平军进入武汉后，宣布“官兵不留，百姓勿伤”⑥，在群众中不仅广为散发宣传革命的书籍，而且普遍开展“讲道理”的口头演讲，使革命道理家喻户晓、深入人心。成千上万的群众踊跃参军，太平军迅速增加至五十万人。面对太平军的蓬勃发展，清廷极为震惊，咸丰帝急令将钦差大臣署湖广总督徐广缙革职拿问，以湖南巡抚张亮基署湖广总督；署湖北提督向荣为钦差大臣，专办两湖军务；以云贵总督罗绕典专防荆襄；以两江总督陆建瀛为钦差大臣进防苏皖，防太平军东下；以署河南巡抚琦善为钦差大臣进防信阳、新野，防太平军北上。此时，就未来战略发展方向问题，太平军内部再次发生争论。石达开提出：“先行入川，再图四‘扰’。”但杨秀清“不从”⑦。女将卞三娘建议：“由襄樊一路直取河南，进据中原心腹。”杨秀清则“觊觎江浙财富之区，欲由长江迳取江宁为“巢穴”。彼此“争论不绝”，杨秀清便假托“天父降凡，令其直‘犯’江宁”⑧。这样，就确定了顺江东下，直取南京的方针。
咸丰三年正月二日（1853年2月9日，癸好三年正月七日），太平军放弃武昌，分水陆两路顺长江东下，江面水营船只万余艘，连结数十里，蔽江而下；岸上陆军刀矛林立，雄壮威武，锐不可当。一路上清朝官吏“文武弃城远避，兵勇闻风先散”，惊呼“几无御之之法”⑨。强大的农民革命军势如破竹地击溃沿江四省所有敌军，不到一个月，即进军一千二百里，直抵南京城下。正月二十九日（3月8日）太平军陆军扎营雨花台，水师布防于水西门外。在人民群众的支援下，太平军于二月十日（3月19日，癸好三年二月十四日），攻占南京外城，斩陆建瀛；第二天攻破内城，杀江宁将军祥厚。太平天国定南京为国都，改称天京。接着，太平军于二月十二日（3月31日）攻克镇江，二月二十三日（4月1日）克复扬州。太平天国在军事上取得了重大胜利。
在太平军克复南京后十天，清钦差大臣向荣率军从秣陵关绕往南京城东，在孝陵卫一带设立江南大营；三月九日（4月16日），钦差大臣琦善率军到扬州城外，设江北大营，敌人从南北两面形成对天京包围的态势。