1月23日，湘軍陸師進攻梅家洲，水師乘機欲進攻鄱陽湖。石達開、羅大綱，令部下用大船載以砂石，鑿沉水中，堵塞航道，僅在靠西岸處留一隘口，攔以篾纜。1月29日，湘軍水師營官蕭捷三等企圖肅清鄱陽湖內太平軍戰船，貿然率舢板等輕舟120餘隻，載兵2000，衝入湖內，直至大姑塘以上。待其回駛湖口時，太平軍已用船隻搭起浮橋二道，連結壘卡，阻斷出路。湘軍水師遂被分割為二：百餘輕捷小船陷於鄱陽湖內；運轉不靈的笨重船隻則阻於江中，湘軍水師大小船協同作戰的優勢盡失。太平軍乘此有利時機，即於當晚以小船數十隻，圍攻泊於長江內的湘軍大船，並派一支小劃船隊，插入湘軍水師大營，焚燒敵船。岸上數千太平軍也施放火箭噴筒，配合進攻。湘軍大船因無小船護衛，難以抵禦，結果被毀數十隻，其餘敗退九江附近江麵。
在湖口大捷的同一天，江北秦日綱、韋俊、陳玉成所部太平軍自安徽宿鬆西進，擊敗清軍參將劉富成都，占領黃梅。
2月2日，羅大綱派部進占九江對岸之小池口。曾國藩命令胡林翼、羅澤南二部由湖口回攻九江，駐於南岸官牌夾。為了給湘軍水師以進一步的打擊，羅大綱乘勢於2月11日率大隊渡江前往小池口。當夜三更，林啟容自九江、羅大綱自小池口以輕舟百餘隻，再次襲擊泊於江中的湘軍水師，用火藥噴筒集中施放，焚毀大量敵船，並繳獲曾國藩的坐船。曾國藩敗退至南昌。
太平軍湖口大捷，粉碎了曾國藩奪取九江、直搗金陵的企圖，扭轉了西征戰場上的被動態勢，成為西征作戰的又一個轉折點。西征軍自湘潭戰敗後，棄嶽州，失武漢，節節退卻，一直退到九江、湖口，形勢十分不利。但另一方麵，由於湘軍的進攻，迫使太平軍縮短戰線，集中起兵力，消除了前段時間戰線過長，兵力分散的弱點。加上石達開親臨前線，加強了領導，為反敗為勝準備了必要的前提。湘軍方麵雖然節節勝利，卻潛伏著失敗的因素：由於擄獲甚多，鬥誌漸弱；由於屢獲勝仗，驕傲輕敵；由於長驅直進，離後方供應基地越來越遠，運輸補給日益困難。正是在這種情況下，石達開等堅守要點以疲憊敵人，並利用有利地形，抓住有利時機，機智果斷地分割湘軍水師，進而立即主動出擊，取得了重創湘軍水師的重大勝利，使整個西征戰場上的形勢為之一變。