军向荣都17000余人已移营至天京城东孝陵卫，建立了“江南大营”，清军琦善部17000余人随之在扬州地区建立了“江北大营”，迫使太平军中止夺取苏杭财富之地的战略计划。当时，摆在太平天国面前的有三大军事任务：解除近在咫尺的江南、江北大营的威胁；出兵西征夺取饷源，扩大上游地区控制范围；北捣北京推翻清王朝。太平天国领导者们最后决定困守天京，同时分兵北伐、西征，三大军事任务概不偏废，从而陷入三面作战的境地，使太平军在多个遥远的战略方向和漫长的战线上分兵与强敌作战，给清军提供了各个击破的机会。
出师北伐
咸丰三年（1853年）四月，林风祥、李开芳率军2万余人从浦口出师北伐，以“师行间道，疾趋燕都，无贪攻城夺地靡时日”为目的。北伐军经皖北上，一个月中连破滁州（今滁县）、临淮关、凤阳、怀远、蒙城、毫州（今毫县）等地。五月，入河南，破归德城（今商丘），北上刘家口，拟渡黄河，取道山东。因山东曹县地方官姚景荣早已将船只收归北岸，尽行烧毁，使北伐军北渡之计被迫中断。继又沿河西进，经睢州（今睢县）、杞县、陈留，6月18日进逼开封，圈城不下，乃绕道经中牟、郑州、荥阳，在汜水、巩县之间夺得一批民船，渡过了黄河。
北渡黄河后，北伐军占领温县，随即于7月7日进围怀庆府（今沁阳）。清政府赶忙派直隶总督讷尔经额为钦差大臣，调集北方军队2万人防堵。北伐军围城近两月，未能克城，被迫撤围，绕道济源进入山西，连下垣曲、绛县、曲沃，进至平阳（今临汾）、洪洞一带。清军再次厚集兵力妄图把北伐军消灭于晋南地区，北伐军遂转而向东，复入河南。8月，击溃纳尔经额军万余人，克临铭关，兵入直隶。9月，占深州（今深县）。
清廷大惊，咸丰帝马上将纳尔经额革职，以胜保为钦差大臣，惠亲王绵愉为奉命大将军，科尔沁郡王僧格秫沁为参赞大臣，会同进剿。
北伐军在深州稍事休整后，继续东进，连破献县、沧州、青县、静海，前锋直抵杨柳青，进逼天津。时天津防备空虚，城内团练决运河堤岸，引水环城。不久，胜保、僧格林沁先后率部赶至，北伐军进攻受阻，退守静海、独流，由林风祥、李开芳分别率部固守，同时向天京求援。北伐军将士忍受着严寒和饥饿，抗击三四万清军和团练的围攻。1854年2月，杨秀清派夏官又副丞相曾立昌、夏官副丞相陈仕保、冬官副丞相许宗扬等率领北伐援军7500人从安庆赴敌。3月，援军在山东临清遭清军阻击失利，随即南撤，途中伤亡极大，余部纷纷溃散。北援军事行动失败。
四月，北伐军因粮尽弹缺，后援无望突围南走，退至东光县连镇，遭清军僧格林沁部包围。为吸引清军，李开芳率600骑于5月28日突围南下，袭占山东高唐州，清胜保军尾随而至，北伐军被分割在两地，处境更为困难。留守连镇的六七千北伐军坚持至咸丰五年（1855年）2月，终因粮尽失守，太平军大部阵亡，林凤祥受伤被俘，在北京就义。连镇陷落后，李开芳率部突围至茌平县冯官屯，清军引运河水灌冯官屯，北伐军屡次突围都未能成功。五月，李开芳被俘，被押至北京就义。至此，北伐军经过两年多奋战，终于全军覆没。
曲折的西征东征
苏浙财富区的战略计划阻于江南大营后，太平天国决定西征，以夺取皖赣，进图湘鄂，获得饷械之源，扩大上游地区控制范围，屏蔽天京。咸丰三年（1853年）4月，春官正丞相胡以晃、夏官副丞相赖汉英率战船千余艘、步军二三万自天京溯江西征，一路攻占安徽和州、太平、池州、安庆。围攻南昌时，江西巡抚张芾、湖北按察使江忠源指挥清军在城内负隅顽抗，太平军围城二月不下，遂撤围转而克九江。8月，天京派石达开至安庆主持西征事宜。
此后，西征军分为两支，一支由胡以晃、曾天养率领经略皖北，克集贤关、桐城、舒城等地，12月，破皖省临时省会庐州（今合肥），清新任安徽巡抚江忠源投水自尽。另一支由韦俊、石祥祯率领，西取湖北，破田家镇（今广济西北）、克蕲州、黄州（今黄冈），9月，再克汉口、汉阳，不久，因兵力不足退守黄州。咸丰四年（1854年）正月，曾天养率部来援，西征军大败清军于黄州，湖广总督吴文镕自杀。2月16，西征军三克汉口、汉阳，围攻武昌。同时，西征军又兵分两路，北路军万余人由曾天养率领转战鄂北，南路军2万余人由石祥祯、林绍璋指挥进军湖南。3月，杨秀清以扬州危急，调石达开回天京，由秦日纲主持西征事务。
挺进湖南的西征军遭遇了曾国藩湘军的抵抗。开始，太平军连连告捷，占领岳州、湘阴、靖港、湘潭等地，准备围攻长沙。4月，大败曾国藩水师于靖港，但林绍璋部在湘潭为湘军大败，损失惨重，西征军被迫放弃钳制长沙消灭湘军的计划。7月，湘军进入岳州，太平军退守城陵矾，8月9日，在城陵矶重创湘军水师。
闫七月初，太平军撤往武汉。8月，湘军攻陷武昌、汉阳，并焚毁了汉水上大批太平