李鸿章虽然深受曾国藩的熏陶，但其“用兵方略”却有超越的独到之处。
李鸿章抵沪后，就因淮军驻地问题同曾国藩发生争执。曾国藩在致吴某信中说：“少荃驻军之地，奏明本在镇江府城，今先至沪上，俟沪事稍有头绪，再行移驻镇江，或往来镇沪，轮住两处”。他指示李鸿章移驻镇江，而“诏旨亦屡以为言”。他公开所持之理由，一是“上海僻处东隅，论筹饷为要区，论用兵则为绝地。”而镇江则为“苏省最要之地”，进兵形胜之区，驻之上可以会剿南京，下可以规复苏常；二是上海“业已借助洋人，一时犹可搘注。”若用官兵保守，非二万劲旅不可，但如此“多而强”的清军是“不宜置此无用之地”的。当然，他还有一个秘而下宣的理由，这就是他对湘淮军不无亲疏厚薄之分，力图把上海饷地置于湘军而不是淮军的控制之下。对于曾国藩的指示，李鸿章“心知不可，坚持不动”。他力主以上海为基地，“用沪平吴”。
他认为上海“为中外杂处之区，通省兵饷吏事之枢纽”。驻军“上海，既可拴制“饷源重地”，攫取关税厘捐以支撑其扑灭太平军的战争，又便于直接勾结外国势力。他不象曾氏那样，满足于借助洋兵保守上海，而是想从英、法列强得到更多的军事援助。因为他在所有的事情当中首先体会到外援的巨大价值。当然，他有时也说些“洋人不可专恃，沪防心须自强”之类的话，这虽然反映了某些真情，但主要还是为了胁迫清廷接受“用沪平吴”方略。其实，所谓“用沪平吴”方略，不仅丝毫无损于洋人，反而正是英、法列强所希冀的。早在李鸿章淮军抵沪之前，何伯就断言：“这样一支增援部队，如能迅速得到，将有利于实现拯救上海，使这班讨厌的太平军不再逼进上海的计划”。
淮军是根据上海官绅买办的乞求而组建，是依靠上海宫绅买办的资助而抵沪的。他认为“军事以得人心为本”，“淮军乃上海士夫所请，不可背弃，以孤众望。”他深知上海官绅买办的向背关系着淮军的命运，而淮军的兴衰又决定着个人的宦海浮沉。
李鸿章驻军上海，“用沪平吴”，确实给太平天国造成了严重危害。
淮军抵沪时，敌我双方军事斗争态势大致是：天京上游，曾国藩坐镇安庆，指挥湘军步步进逼天京，陈玉成被俘牺牲，太平军在西线的战斗已经陷入无法挽救的危境之中；天京下游，李秀成率军在克复杭州、解除苏州南面的威胁之后，乘大胜余威进攻上海，清军、英法干涉军和常胜军节节败退。但是，为时不久，东线军事形势就急转直下，向着不利于太平军的方向发展。5 月底，湘军主力曾国荃部陆军、彭玉麟部水师进抵天京。6 月中旬李鸿章淮军在上海虹桥、徐家汇、新桥等地坚守苦战，连战皆捷，捕杀太平军 3000余人，随后自上海进占泅径，李秀成部太平军不战而退，并放弃广富林等处，松江解围。在这次战役中，李鸿章亲临前敌指挥。当有人以“公重臣当持重，不可亲冒锋镐”相劝时，他回答说：“若不亲自督阵，则士卒必不能如是效命。”
虹桥等战役之后，李鸿章陶醉于胜利之中，公然吹嘘淮军在上海“全局安危间不容发”之际，“奋勇击退巨寇，歼渠扫穴，肃清松沪各防”。据徐宗斡记载，经过虹桥等大战，原来被“笑指为乞丐”的淮军“军声彪起，西人相顾，皆以拇指示之。”这就促进了淮军同英法干涉军、常胜军的军事勾结，巩固了中外反动派在上海的统治地位，从而最终堵塞了太平军夺取上海的通路。李鸿章依托上海执行其战略任务，内靠宫绅买办，外靠英、法列强，搜取上海关税厘捐以“抚用客将，改练洋枪，并自制开花炮弹”，攻打太平军，同时不断协济曾国藩兵饷和洋枪洋炮。
由于上游湘军和下游淮军、英法干涉军、常胜军相互呼应，分进合击，以致迫使太平军陷于东西两面作战的困境。
8 月，李秀成决定亲率大军回援夭京，并派慕王谭绍光、听王陈炳文等率劲旅留守苏杭，伺机规复上海。针对这种情况，李鸿章采取了所谓“袭忠贼之后而遥为金陵分其势”的战略方针，两眼盯着西线，打算在得知李秀成西线胜败确信后，“再水陆进剿以惊扰之”，或“相机进攻以牵制之”。
10 月底，正当李秀成督军与曾国荃湘军在天京会战进入紧急阶段，李鸿章淮军勾结英法干涉军、常胜军侵占嘉定，威胁昆山、太仓。李鸿章函告曾国垄说：攻占嘉定后，“各营均移扎前路，声言进图昆太，遥为贵军援应，如忠逆回顾苏巢，则金陵又当轻松。”留守苏杭的谭绍光、陈炳文等部太平军，采取积极防御方针，以攻为守，分别从昆太和青浦出发，会攻嘉定、南翔，进围四江口。李鸿章看出谭绍光等的战略意图，赶到前线调集常胜军和淮军各路兵将，亲自督战，终于挫败谭绍光等的攻势，杀害太平军将士 2300余人。李鸿章为了邀功请赏，竟然谎报战绩，说“歼捦悍贼至一万数千名之多”，“获此奇捷，足以寒贼胆而快人心”。后来江苏巡抚恩寿甚至把四江口之役吹嘘成“东征第一大捷，亦为中兴第一转机”。这虽系别有用心的鼓噪，但此次战役也确实给太平军造成了无法挽回的损失：淮军巩固了在上海周围的统治地位，太平军再也无力挺进松沪，并被迫从西线分兵保卫苏昆腹地。
李鸿章利用湘军在西线牵制李秀成使其“奔救不遑”之机，在东线“乘其疲而蹙之”，一面调兵遣将攻城夺地，一面施展诡计招降纳叛。拿他自己的话说，就是“抗拒者设法攻打，投诚者乘势招抚”，双管齐下，既“平吴”，又牵制太平军西进之势。四江口战役结束后，清廷指令李鸿章“趁此声威进捣昆山”，藉以巩固松沪门户，打通进攻苏州之路，防止太平军“悉众救援金陵”。但是李鸿章却认为这是孤军深入的危道，“不敢轻进”。他打算等待“上游诸军攻剿得手，使该逆奔救不遑。然后乘其敝而蹙之，以收前后夹击之势，庶无进退狼顾之虞。”他在静观西线战局、窥侧时机以求一逞的同时，加紧对东线太平军进行分化瓦解的工作。“剿抚兼施”本来是一切反动势力扑灭革命火焰的惯用伎俩，上海官绅薛焕、吴煦、吴云等早就同暗藏在苏南太平军内部由徐佩缓（伪降的永昌团练头子）、钱桂仁（常熟守将）、李文炳（昆山叫将）、熊万荃（主管苏州政事，后调离）等组成的反革命集团声气相通，妄图里应外合，攻占苏常和嘉兴地区。李鸿章抵沪后，承袭薛焕等人衣钵，乞灵于策反活动：而徐佩瑗、钱桂仁等则改换门庭，投靠李鸿章。1862 年底，徐、钱等人遵照李鸿章的指示，密谋叛乱。李鸿章派部将周兴隆潜入常熟，徐佩瑗则赶赴苏州，“暗为要约，以冀连络一气”。幸好谭绍光有所察觉，逮捕徐佩瑗。钱桂仁闻讯赶来救应，并企图把李秀成骗到常熟杀害。不料，钱桂仁的阴谋尚未得逞，而其亲信部将骆国忠就为夺取他的财产和”反正”的“首功”，于 1863 年 1 月在常熟抢先发动叛乱。谭绍光督兵进剿，永昌团练半途截击，公然叛变。谭绍光派兵扫荡永昌，并杀死徐佩瑗。李秀成调集援军，亲临督战，包围常熟，并夺回福山等沿江口岸，截断了从常熟通向上海的清军水陆交通。骆国忠“死守求救”。李鸿章表示“无法救之。设降众果与力持，以毒攻毒，于我尚无所损。”后来李鸿章虽然调动淮军主力会同常胜军攻占福山，但仍无力解除常熟之围。及至 3 月以后，由于李秀成遂旨挥军渡江“进北攻南”，陈炳文率部回救杭州，致使谭绍光被迫撤军。常熟叛变，福山陷落，大大地改变了苏南战场的形势。李鸿章得意忘形地说：“常熟为苏州饱源，福山为江海门“户，易守难得。……吾力能保常、福，即进取苏常根本也。”原、来局处上海一隅仅能自守的淮军和常胜军，从此便得以悬军深入苏南腹地，据常熟以拊苏州之背，并可夹攻昆太了。
太仓、常昭、昆新鼎足而立。太仓位于常昭、上海之间，控：制着常昭的后路。太平军坚守太仓，隔断了上海与常昭之间的陆、上通道。李鸿章深知只有占领太仓，才能进取昆新，并以常昭为。基地，西攻江阴，楔人锡金，对苏州地区形成包围的态势。因此，李鸿章必欲侵占太仓而后快。他起初本想凭借武力强行夺取，但由于连连碰壁，便又重施故伎，策动太平军守将会王蔡元隆叛变。蔡元隆将计就计，枪伤前来受降的李鹤章，毙伤无数淮军官兵。李鸿章恼羞成怒，调集淮军主力和常胜军疯狂进攻。太平军抵死抗拒，屹立不动。5 月初太平军主动撤退，太仓终于易手。太仓陷落，成为迫使李秀成放弃原定“进北攻南”计划，从皖北后撤的诱因之一。李鸿章得知李秀成回救苏州，就赶紧函嘱曾国荃“猛攻金陵等处，无令忠部得全萃苏沪”。曾国荃随即指挥湘军“攻破雨花台石垒及聚宝门外各垒”，李鸿章也指挥淮军乘机滚，营前进，侵占昆新和杨舍，从而使苏州暴露在敌人的军锋之下。
1863 年 6 月李鸿章统筹全局，决定采取分兵三路、“以剿为者”、“规取远势，以剪苏州枝叶，而后图其根本”的战略。中路由昆山进苏州，以程学启所部陆军当之。北路由常熟进江阴、无锡，“为扼吭拊背之计”，以李鹤章、刘铭传所部陆军当之。南路由柳淀湖进吴江、平望、太湖，以李朝斌所部大湖水师当之。此外，以黄翼升所部淮扬水师配合中路和北路，相辅并进；以戈登所部常胜军移驻昆山，专备各路游击援应：以潘鼎新所部扼扎金汕卫，刘秉璋所部扼洙泾，杨鼎勋所部扼扎张堰，以防范杭嘉湖地区太平军进窥松沪。
面对李鸿章分进合击苏州的阴谋，李秀成自天京匆匆赶到苏洲，与谭绍光等研讨应敌方略。李秀成一面调兵屯驻江阴、无锡，涧进援苏州，一面准备以攻为守，分兵四路进攻上海、昆山、常熟、江阴，打破敌人的围攻，转入外线即敌之内线去作战，李秀成的应敌方略虽然正确，但却因湘军猛攻天京和天国“内乱猜忌”而未能付诸实现，苏常太平军终于陷入消极防御，节节败退的困境。7 月戈登常胜军和程学启部淮军攻占吴江、震泽，切断苏州与杭州的陆路通道。9 月李鹤章、刘铭传部淮军攻陷江阴。程学启部淮军伙同戈登常胜军进逼苏州。太平军在谭绍光的指挥下，决心坚守阵地，誓与苏州共存亡。11 月下旬淮军伙同常胜军在：苏州娄门外发动猛烈进攻。太平军“勇敢地屹立不动，寸土不退”，重创来犯之敌，由于屡攻不下，继续”攻城就要遭到失败”，所以李鸿章、戈登等便把希望寄托在苏州太平军内部“骆国忠试”的人物身上，通过淮军副将、太平军叛徒郑国魁策动纳王郜永宽、宁王周文佳、康王汪安钧、比王伍贵文等叛变。纳王郜永“宽是个“秉性恶劣、气量狭小、心胸奸诈的人”，苏州”守军“半数以上均归其节制，虽然他的品级在统帅慕王之下，可是他比慕王掌握了更大的兵权。”他为了“保全自己的性命财产”和从清廷那里“领取重赏”，不惜串通狐群狗党，阴谋暗害忠贞不二的哀王，向敌人献城投降。郜永宽先派汪安钧与程学启会面，恰谈叛降事宜，接着就亲自出马，与程学启、戈登议定降约。郜永宽答应谋杀谭绍光，以苏州降清。程学启、戈登承诺清廷赏赐郜永宽二品武职。正当这场血腥交易紧锣密鼓进行之际，李秀成自无锡抵达苏州。他除亲临前敌指挥战斗外；还向谭‖等“倡议放弃苏州和南京，将全部太平军转移至广西”。谭绍光“反对此议，主张坚守，奋战到底。”郜永宽等“因为想要投降，也不同意忠王的意见。”李秀成虽然发现郜永宽等怀有“他心”，但却“不严其法”。他深知形势不妙，与谭绍光“恸哭而别”，离开苏州出屯金匮县伯渎沿线的茅塘桥，12 月 4 日郜永宽等刺杀谭绍光，献城投敌。叛徒郜永宽等幻想用战友的头颅敲开“幸福之门”，但是李鸿章却踏着他们的尸体而升官晋爵。为了防止“降众复叛”和消除“尾大不掉之虞”，李鸿章和程学启密谋诱杀降将。杀降本为不仁之举，而李鸿章却以杀降“自娱”。据目睹者说：李鸿章在苏州娄门外军营会见并宴请郜永宽等 8 人，“甫就席，有军官自外人，投谍李公，李公就谍出。酒行，旋有武并八人，各手一冠，皆红顶花翎，膝席前，请大人升冠。降酋不知是计也，竟扬扬得甚，起立，自解其额上黄巾，手冠者俟其侧，从宫尽起，目注之。转瞬间，八降酋之头血淋漓，皆在武弁之手。”杀了“八降酋”之后，程学启立即派兵汹涌地闯进苏州，“无门不破，无处不搜，无人不魄飞天外”，仅在城内双塔寺庭院就杀害太平军3 万人。有些外国人在惨案发生后 20 天，还“见到庭院地上浸透人的鲜血！”“抛满尸体的河道仍旧水带红色”，并“因亲眼目睹了人类屠杀的可怕证据而感到不寒而慄”。
对于苏州杀降事件，清廷认为李鸿章“所办并无不合”，“甚为允协”。曾国藩也发出“李少茎杀苏州降王八人，……殊为眼明手辣”的感攻！然而，常胜军统帅戈登却极为不满，愤然离开苏州退至昆山，要求李鸿章辞去江苏巡抚，否则就攻击淮军，夺回常胜军所占城镇交还太平军。英国驻华陆军司令柏郎也自沪抵昆，与戈登商定常胜军由其节制，不再受李鸿章调遣。柏郎还赶到苏州，“怒不可撄”，威胁李鸿章“备文认错，方有办法。”李鸿章说：“此中国军政，与外国无干，不能为汝认错。”柏郎“一怒而去”。李鸿章弄得焦头烂额，担心总理衙门“无力了此公案”，表示“愿受朝廷之罚，不欲开岛人之衅。”戈登并非是人道主义者，而是一个杀人不眨眼的刽子手。他与其说是痛恨杀降，毋宁说是痛恨杀降不利于进一步诱降；加之李鸿章“先调常胜军回驻昆山，未与人城之功”，失去抢掠之机，因而“忽生异议”。李鸿章想方设法消弭衅端，一面搜刮大批银两“犒赏”常胜军，一面乞求赫德出面斡旋，终于了结了此桩公案。
中外反革命联军攻陷苏州，对太平夭国危害极大。洪仁玕痛心地说：“安庆之失，天京已危，及苏州一陷，得救之望绝少矣。”苏州失守后一周，无锡亦陷入敌手。李秀成也承认“那时兵乱民慌，寻恩无计。”他认识到局势的严重性，连夜赶回天京，主张战略转移，洪秀全却因昧于大势，断然地拒绝李的合理建议，决定婴城固守，同敌人硬拚到底。从此，李秀成只得留守天京，致使苏浙太平军陷人群龙无首的局面。李鸿章抓住有利时机，兼图常州和嘉兴，以巩固苏州和松沪门户。
5 月，淮军会同常胜军攻陷常州，护王陈坤书力战被俘殉国。曾国藩闻讯，欣喜若狂，特地致函李鸿章，吹捧有加，说什么“壮哉！儒生事业近古未尝有之。”
李鸿章在夺取常州之后，设法解决了遣撤常胜军和会攻天京两个棘手的问题。
由苏州杀降而引起的一场风波，深深地刺痛了李鸿章。他断言“常胜军终无结局，外间不知者以为好帮手，其知者以为磨难星也。”既然是“磨难星”，还有什么存在的必要呢？他“每思乘机善遣，徒以军事方棘，外人把持，未易就理。”1864 年 5 月淮军和常胜军侵占常州后，遣散常胜军的条件业已成熟。
戈登考虑到太平天国败局已定、淮军逐渐西化和常胜军严重腐化的现实，主动要求遣散常胜军。消廷认为这“实属不可失之机”，指示李鸿章“乘势利导，妥为遣散。”李鸿章更为高兴，声称“此是苏省最要关键”。当然，他对常胜军并非全裁，还酌留得力炮队 600 人，枪队 300 人，海生轮船数十人，已及原额三分之一，并留外国军官 12 名，帮同教习，这实际上是李鸿章把常胜军精锐从戈登之手夺归已有，使之成为淮军的有机组成部分，“训练操纵由我”。他这样做，既壮大了淮军的声势，又消除了英国驻沪领事巴夏礼关于追散常胜军会危及上海安全的躭心。
李鸿章自信“笼络”“控驭”常胜军是成功的。1864 年他供认“两年来剿贼立功”，深赖戈登的“指臂之助”，他依靠常胜军从太平军手中夺得苏常地区，随即遣散了常胜军。曾国藩吹捧李鸿章“驾驭洋将擒纵在手，有鞭挞龙蛇视若婴儿之风，尤以为佩。”
李鸿章攻陷苏、常诸城之后，作为太平天国首都的天京依然屹立不动，曾国基督湘军久攻不下，“智力俱穷”。清廷为了早日消灭太平天国，命令李鸿章所部淮军会攻天京。李鸿章深知从清朝统治全局出发，理应挥师赴援；但从个人同曾国藩兄弟的关系考虑，还是以静观待时为佳。曾国藩兄弟虽然一心想独占攻陷天京“首功”和天京财富，反对淮军染指，但在表面上却又装出欢迎淮军会攻的姿态。李鸿章深悉个中奥秘，一面向曾氏兄弟买好，表示“不敢近禁臠而窥卧榻”，一面向清廷倾述苦衷，把抗旨的责任推给曾国藩兄弟。赵烈文在评论 6 月 21 日李鸿章所上奏折时说：“按此折明以此间不愿会攻之意入奏，冷眼观定，不至此间地道无成，急追求助之时，不会来攻。噫！可谓坚矣。”曾国藩眼见李鸿章泄露了天机，担心受到清廷的惩罚和舆论谴责其“贪独得之美名，忌同列之分功”，特于 6 月 25 日上疏恳请“饬催李鸿章速赴金陵。”对于曾李之间围绕会攻天京问题的勾心斗角，赵烈文曾评论道：
按少帅（李鸿章）前致中丞（曾国荃）信，力言不来， 黄昌歧（翼升）军门至皖为之游说，则告中堂（曾国藩）以苏军炮队之利及口粮亦止半关，无贫富相耀之虑。并言但得中堂一纸书，即无不来。其五月十八日（6 月 21日）奏片则又明指中丞有信，不须其来。而十八、九日间中旨，忽云饬令李鸿章不分畛域，不避嫌怨，迅速会剿之语。则京都权要处，必先有信，言此间之不愿其来。此一事而机械百出，语言处处不同，其图望大功，日夜计算心计之工，细入毫芒。
中堂此疏，不望有功，但求无过，其辞气之卑约，不独自雪无专功之念，而李之骄亢，已隐然言外。处功名之际，固当如此，即论手段，平直无奇，实则高李数倍，不可不细细体味。
赵烈文站在曾国藩兄弟一边，指责李鸿章“图望大功”而费尽心机。其实曾国藩兄弟又何尝不是如此呢！曾国藩玩弄权术，“高李数倍”。他以“卑约”的“辞气”，掩饰自己的贪婪，暴露“李之骄亢”，正是其阴险狡诈的表现。李鸿章有鉴于此，决定派淮军刘士奇炮队及刘铭传、潘鼎新、周盛波等 27 营会攻天京。7 月 18 日曾国荃收到李鸿章的来信，得知援兵将至的消息。据赵烈文记载：当时曾国荃“在龙脖子行营，接此咨传示众将曰：‘他人至矣，艰苦二年以与人耶？’众皆曰：‘愿尽死力！’”第二天，曾国荃督湘军攻陷天京，终于如愿以偿。日后曾国藩特地向李鸿章表示谢意，执其手曰：“愚兄弟薄面，赖子全矣。”
李鸿章虽然没有会攻天京，但却对湘军攻陷天京发挥了重要作用。事后清廷“论功行赏”，不仅给曾国藩兄弟加官晋爵，而且晋封李鸿章为一等伯爵（伯号肃毅），并赏戴双眼花翎。