○咸丰四年（公元1854年），练成水陆两支队伍，奉命率师出省迎战太平军。发布《讨粤匪檄》。命褚汝航为水师总统、塔齐布为陆军先锋，统率一万七千人，挥师北上。五月，兵败靖港，投水自裁获救。七月二十五日，重整水陆各军后，出师攻陷岳州。十月十四日取武昌。咸丰帝命其署理湖北巡抚。七天后收回成命，改赏兵部侍郎衔。十二月二日攻陷田家镇。

○咸丰五年（公元1855年），石达开总攻湘军水营，烧毁湘军战船一百余艘。曾国藩座船被俘，“文卷册牍俱失”。曾国藩欲赴敌以死，罗泽南、刘蓉力劝乃止。

○咸丰八年（公元1858年），奉命办理浙江军务，作《爱民歌》以训湘军。李鸿章前来投奔，留营襄办军务。

○咸丰十年（公元1860年），左宗棠来营，商讨东南大局。奉命以兵部尚书衔署理两江总督，旋实授，并以钦差大臣督办江南军务。密疏保举左宗棠，命左宗棠募勇援浙。左宗棠至此崛起。

○咸丰十一年（公元1861年），上《复陈购买外洋船炮折》，提出“购买外洋船炮，则为今日救时之第一要务”。湘军攻陷安庆，将督署移往安庆。奉旨督办四省（苏、皖、浙、赣）军务，其巡抚、提镇以下悉归节制。年底，在安庆创办内军械所，定三路军进军之策：“以围攻金陵属之国荃，而以浙事属左宗棠，苏事属李鸿章，于是东南肃清之局定矣。”

○同治元年（公元1862年），奉旨任两江总督协办大学士，命左宗棠率军由江西入浙江，命李鸿章率军抵上海。年底，华衡芳与徐寿父子试制成中国第一台蒸汽机，曾国藩见后，于当天日记中写道：“窃喜洋人之智巧我国亦能为之，彼不能傲我以其所不知矣！”

○同治二年（公元1863年），安庆内军械所造出我国第一条木壳小火轮，曾国藩登船试航后，喜而命名“黄鹄号”。年底，与容闳见面，命容闳赴美购买机器。

○同治三年（公元1864年），湘军攻陷天京，太平军宣告失败。曾国藩因功赏加太子太保、一等侯爵。曾国荃赏太子少保、一等伯爵。为减轻百姓负担，开始大量裁撤湘军。

○同治四年（公元1865年），江南机器制造总局成立。

○同治六年（公元1867年），在江南机器制造总局下设造船所试制船舰。同时附设译书馆。补授体仁阁大学士。

○同治七年（公元1868年），补授武英殿大学士。到上海视察江南机器制造总局。江南造船厂试制的第一艘轮船驶至江宁，曾国藩登船试航，取名“恬吉”。奉命调任直隶总督，抵京师，陛见慈禧太后与同治皇帝。

○同治九年（公元1870年），因处理天津教案老病齐发，调任两江总督，李鸿章调补直隶总督。

○同治十年（公元1871年），同李鸿章联衔会奏《拟选子弟出洋学艺折》，朝廷批准。

○同治十一年（公元1872年），上折促请对“子弟出洋学艺”一事尽快落实。并提出在美国设立“中国留学生事务所”，推荐陈兰彬、容闳为正副委员常驻美国管理。在上海设立幼童出洋肄业局，荐举刘翰清总理沪局选送事宜。陈兰斌、容闳于是管带首批出洋学生，乘船赶赴美国。轮船尚未驶出国门，曾国藩已然薨逝。