一、主力南下淮南與太平軍聯合作戰
張樂行、龔得樹等捻軍首領鑒於在淮北屢戰失利，南下三河尖後仍然受到清軍的沉重壓力，迫切希望取得太平軍的支持和幫助。而太平天國繼1856年內訌之後，石達開又率部出走，太平軍的力量受到很大削弱，也迫切需要團結友軍，共同對敵，因此，洪秀全決定實行聯合捻軍的方針，使其「能掌北門鎖鑰」，成為「南國之屏藩」。１正是這種共同需要，促成了兩支農民起義軍的聯合。
在捻軍第一次佔領三河尖時，雙方曾商談過聯合作戰問題，因敵人進逼，捻軍很快回師北上，故未能實現。1857年3月初，捻軍自三河尖南圍霍丘。在擊敗道員金光箸所率八百清軍後，即由龔得樹、蘇添福率部南下迎接太平軍。這時，太平軍陳玉成、李秀成部在解桐城之圍後，乘勝佔領了舒城、霍山、六安，便北上會合捻軍。兩軍在霍丘、六安交界處勝利會師。經過協商，捻軍以「聽封而不能聽調用」為條件，接受太平天國的領導。張樂行被封為征北主將，其他捻軍將領也各有封號；部隊蓄髮易幟，但仍然保持原有的領導系統和制度。為適應聯合作戰的需要，雙方互派代表，隨時聯絡會商。
（一）轉戰三河尖、正陽關
兩軍會師後，太平軍和捻軍各有十萬左右，士氣旺盛，軍威大振，立即在淮河沿岸發起攻城作戰。太平軍薛之元２等部和捻軍張樂行部圍攻河南固始城；太平軍陳玉成部和捻軍韓奇峰等部於3月11日攻佔霍丘東北的正陽關， 13日東進包圍壽州城；太平軍李秀成、李昭壽３部和捻軍龔得樹、蘇添福部於3月18日佔領霍丘城，後又北渡淮河，圍攻穎上城。
清廷得悉捻軍南下後，曾多次諭令豫、皖清軍扼要堵截，防止其與太平軍會合。在此前後，清延還調整了攻捻前線的統兵將領，加強進攻起義軍的力量：察哈爾都統西凌阿被召回北京；崇安被革去總兵職務；因圍攻北伐太平軍不力而被革職的勝保，又被授予副都統銜，並署理河北鎮總兵，幫辦攻捻事宜。此外，還命山西汾州營參將保衡、直隸密雲都司馬翰忠率部開赴安徽亳州，聽候調遣；命徐州副都統德勒格爾率領馬隊南下懷遠；命英桂將在湖北遣撤的陝甘官兵截留河南，參加攻捻。勝保抵達亳州後，即與英桂、袁甲三等會商，確定了首先防止捻軍主力重返雉河集，「再行相機節節進剿」的作戰方針。據此，由袁甲三督飭總兵朱連泰部約三千人及亳州地方團練於亳州一帶，進剿留駐淮北的捻軍；勝保以穎州為基地，率馬步三千餘人進攻南下的捻軍，另有王庭蘭、金光箸等部約二千人歸其統轄，在淮河流域配合作戰；負責三省剿捻事宜的英桂率河南清軍千餘人駐太和等地，策應勝保部，並保護清軍後方糧道。
勝保因兵力過單，一再奏請清廷調兵支援。清廷責備他「由亳至穎，尚未與賊見仗，而調將請兵紛紛不已，……駐守穎州，不思急挫賊鋒」，命令他「趕緊進兵，不得再有耽延」。１勝保只得硬著頭皮率部南下。當時，太平軍和捻軍正三路出擊，強攻堅城，以致力量分散，給了勝保以可乘之機。勝保於3月中旬南下後，首先集中兵力解固始之圍。張樂行、薛之元等部因連日圍攻固始不下，又見清軍援兵趕至，便於3月下旬撤回三河尖。圍攻壽州的陳玉成、韓奇峰部遭到金光箸部清軍頑抗，也主動撤圍（韓奇峰部退守正陽關，陳玉成部回守六安）。李秀成、龔得樹等部於22日包圍穎上後，雖幾次轟塌城牆，但始終未能攻進城內。而勝保在解固始之圍後，便率部回救穎上。在此情況下，李、龔所部也於5月3日撤至淮河南岸。至此，捻軍和太平軍第一次聯合作戰，未能取得理想的戰果，即告結束。
捻軍和太平軍聯合後出現的一個新情況，就是捻軍在淮河流域的作戰常常受到太平軍長江中游戰場形勢的影響。由於安徽戰場上的太平軍既要抵禦從湖北東進的湘軍，又要牽制天京外圍的清軍，經常流動作戰，而捻軍基本上戰鬥在淮河流域一帶，因而出現了捻軍與太平軍時而聯合作戰，時而單獨作戰的情況。為了阻擊從湖北東進的湘軍和鄂軍，陳玉成於5月12日率數萬太平軍和部分捻軍進入鄂東地區作戰（9月中旬才折回皖境，駐太湖、潛山一帶）。李秀成部則駐六安、霍山一帶，隨時準備東進，對付天京外圍之敵。於是，在淮河沿岸獨立作戰的捻軍，便採取守勢，收縮兵力，挖壕築壘，集中力量防守三河尖、正陽關、霍丘等據點。
太平軍離開淮河沿岸後，勝保乘機向捻軍發動進攻，第一個目標就是三河尖。三河尖周圍河渠縱橫，捻軍跨河而陣，清軍步騎兵不易展開，難於強攻。勝保便實行圍困戰法，控制通向三河尖的水陸通道，強令居民提前割麥，並在出產硝磺的地區設卡稽查，嚴禁出境，以斷絕捻軍的糧彈接濟；同時，實行政治攻勢，瓦解捻軍士氣。捻軍堅守了六十餘日，終因糧彈不濟，於6月16日撤出三河尖，沿淮河東下正陽關。其後，由韓奇峰率部駐守正陽關，張樂行、龔得樹則率部轉移至霍丘。
勝保佔領三河尖後，決定集中兵力先攻正陽關，得手後再攻霍丘。為防止正陽關、霍丘捻軍西進固始，他命總兵邱聯恩等會同王庭蘭和固始知縣張曜等扼守固始東部地區，自率步馬數千人進攻正陽關，並令金光箸由壽州率炮船西進，配合進攻。金光箸見清軍雲集，有恃無恐，竟於6月25日首先攻關，結果遭到捻軍伏擊，兵敗潰散。金光箸因坐船被捻軍炮火擊中，落水淹斃。這一仗打擊了清軍的氣焰，使勝保所部不敢接近正陽關。8月，連降驟雨，河水猛漲，關外的捻軍據點先後被清軍攻佔，關內糧食缺乏，形勢危急，韓奇峰派人向霍丘求援。張樂行、龔得樹率部往援正陽關，勝保趁霍丘城內捻軍兵力空虛，派人收買了守城頭目張金桂，旋於8月29日將該城佔領。這時，扼守正陽關的捻軍糧食已盡，只得殺馬充飢，加之瘟疫流行，軍民饑病而死者日增，處境異常困難。後李秀成從六安派出的援軍五六千人趕到，擊敗關外清軍，於10月12日接應關內捻軍衝出重圍，沿淠河南下，撤至六安。
（二）控制淮河中游
由於駐守鎮江的太平軍遭到圍攻，天京外圍形勢吃緊，李秀成部於1857年10月中旬由六安、舒城一帶東進救援。張樂行等率捻軍一部配合太平軍打通進軍道路，待太平軍繞過廬州（今安徽合肥市）以後，便又返回六安。11月，龔得樹率部擊敗安徽布政使李孟群部清軍，佔領獨山鎮。李孟群率部反撲，佔領霍山。後駐潛山、太湖的陳玉成部太平軍前來支援，李部慌忙退走。
這時，捻軍中的地域觀念和宗派觀念抬頭，領導集團內部發生了意見分歧。藍旗旗主劉永敬、劉天台等主張返回淮北家鄉；張樂行、龔得樹等則主張繼續留在淮南，配合太平軍作戰。前一種意見對於聯合抗清的大局顯然是不利的。但張樂行、龔得樹在處理內部分歧時，採取了錯誤的做法，竟於12月間將劉永敬、劉天台殺害，致使矛盾激化。不久，藍旗首領劉天福、劉天祥、劉天月等率部由六安返回淮北，其他旗首如任乾、陸連科等也率部陸續北返宿州地區。從此，捻軍便分別在淮南淮北兩個戰場作戰。
1858年2月，太平軍陳玉成部聯合捻軍韓奇峰等部約五萬人再次圍攻固始。守城團練頑強抵抗，勝保和李孟群也分別率部前往解圍。捻軍和太平軍依托土壘，一面挖地道炸城，一面阻擊援軍。但戰鬥持續了兩個多月，未能破城和擊退援軍。不久，湖北的清軍又開始向東進攻，太平軍和捻軍遂於4月6日從固始撤圍，返回六安。勝保和袁甲三分別率部由固始、正陽關向六安方向集中，夥同李孟群部圍攻六安。這時，陳玉成部已向湖北進軍，無力東顧；李秀成部正在皖東一帶與清軍鏖戰，也無法西援。5月24日夜，六安捻軍正同情軍激戰時，早被勝保收買的捻軍頭目許原如、楊邦本等偷開城門，清軍蜂擁而入，張樂行、龔得樹等率守軍勇猛拚殺，突圍出城。
六安失守後，張樂行、龔得樹等乘淮河沿岸清軍兵力空虛，沿淠河北上，渡過淮河。6月2日，在先行到達淮北的捻軍配合下，一舉攻佔淮河北岸要地懷遠城，全殲守軍數百名。這時，集結在徐州以南、懷遠以北的捻軍有蘇添福、李允、李大喜、張壟任乾、陸連科等部約八萬餘人。他們以懷遠為基地，沿淮河東進，在當地捻軍張隆等部配合下，於6月14日攻克臨淮關，道員黃元吉所部清軍千餘人突圍西逃。15日，捻軍攻佔鳳陽府縣兩城，三千餘名團練作鳥獸散。
捻軍攻佔懷遠、鳳陽後，切斷了清軍的水上交通，並使淮河南北兩岸的抗清力量聯接了起來，成為淮北清軍南下的重大障礙。於是，太平軍得以專力打擊天京東西兩面的清軍，捻軍也更便於與太平軍配合作戰，戰略上處於比較有利的地位。
1858年9月，龔得樹率部分捻軍南下，協同太平軍吳如孝部圍攻定遠城，牽制了部分清軍，配合陳玉成、李秀成部太平軍取得了擊破江北大營的勝利。
1859年3月，陳玉成部在廬州西面的官亭擊潰李孟群部清軍後，乘勝東進，於同年夏先後攻佔安徽天長、盱眙，進攻滁州、來安，迫使欽差大臣勝保１所部退守盱眙東北的蔣壩，切斷了駐定遠的安徽巡撫翁同書與勝保部的聯繫。捻軍龔得樹部萬餘人遂由懷遠南下，配合太平軍吳如孝部再次圍攻定遠。定遠的東西糧道分別被捻軍和太平軍切斷，翁同書在「官軍久已絕食，兵勇皆啖草根充飢」，「待援不至，待餉不來」２的情況下，於7月17日棄城逃往壽州，所部紛紛潰散。捻軍佔領定遠後，進一步擴大了淮南的控制地區，與廬州太平軍的轄區聯成了一片；同時打擊了捻軍內部在李昭壽、薛之元叛變後出現的投降暗流，逼使曾想獻出鳳陽和臨淮關降清的張隆重又換上捻軍的旗幟，不敢公開投敵，暫時穩定了內部。
（三）重返淮北
捻軍控制淮河中游，切斷了安徽清軍的糧餉通道，加上淮北的捻軍四出活動，引起了清廷的震驚。1859年10月底，清廷命袁甲三署理欽差大臣，接替勝保督辦安徽軍務，並告以「懷遠一城居鳳、穎之交，久為賊踞，亟宜迅圖攻克，與翁同書一軍合而為一，以便進攻淮南，兼顧北路」３。與此同時，勝保趁捻軍主力集中於淮南，淮河北岸的懷遠守軍力量減弱之機，督令副都統穆騰阿和總兵滕家勝等率清兵三千餘人乘機進攻懷遠。從定遠、廬州派出的捻軍和太平軍援軍被阻於淮河以南。張樂行在外援無望的情況下，為保存實力，於11月8日退出懷遠，率部南渡淮河，退守臨淮關和定遠。清軍佔領懷遠後，立即折向臨淮，在北岸紮營。勝保亦折回距臨淮關三十餘里的張家溝大營，以便就近督攻臨准，後又進至距臨淮關十五里的三汊溝駐紮。12月4日，袁甲三到達勝保大營，接署欽差大臣職務，並將大營移往張家溝。袁甲三迅速集結兵力，並將苗沛霖練勇八千人調往臨淮，總兵力由三千餘人猛增至一萬餘人。1860年1月上旬，袁甲三乘捻軍配合陳玉成部太平軍在潛山、太湖一帶與湘軍作戰之際，督水師炮船和馬步隊進攻臨淮關，連日發炮轟擊，將關內炮台擊毀。守關捻軍與清軍激戰兩晝夜，傷亡甚眾，被迫於1月10日南撤定遠。
1860年1月下旬，清廷對攻捻部署又作了調整：革去勝保欽差大臣的職務，調往河南，督辦該省飽剿事宜，以副都統關保為其幫辦；命雲南提督傅振邦督辦徐、宿一帶攻剿事宜，以總兵田在田為幫辦；袁甲三仍署理欽差大臣，督辦皖省軍務，除巡撫翁同書仍為幫辦外，加派副都統穆騰阿幫辦軍務。
袁甲三在佔領臨淮關後，又督軍圍攻鳳陽。張樂行率部往援，在鳳陽南梁家岡遭苗沛霖團練和穆騰阿馬隊襲擊，損失五六千人，被迫後退。2月13日，守衛鳳陽縣城的捻軍首領張隆被袁甲三部總兵張得勝所誘擒。次日，守衛府城的首領鄧政明為求活命，繳出全部槍炮馬匹，並將十四名拒不投降的捻軍將領捆送敵營殺害，致使鳳陽府、縣兩城相繼丟失。
清軍攻佔懷遠、臨淮、鳳陽三城後，打通了淮河的航道，隔斷了淮北捻軍和淮南捻軍及太平軍的聯繫，張樂行、龔得樹等在淮南只據有定遠一個孤立據點，處於十分不利的境地。5月16日，袁甲三派兵夜襲定遠，毀城外營壘九座。6月1日，龔得樹率捻軍一部出敵不意攻佔定遠以東的來安，企圖調動袁軍，但未達目的。定遠捻軍只得堅守待援。8月初，清軍對定遠形成合圍。後太平軍陳玉成部和吳如孝部分別從天長、廬州來援，捻軍白旗旗主孫葵心也由河南固始率萬餘人趕來支援，夾擊袁甲三部。袁見捻軍和太平軍勢眾，害怕造成「全軍坐困，終成潰裂」１的危險局面，便慌忙將所部清軍從定遠撤退至淮河北岸。可惜太平軍和捻軍沒有乘勝追擊，將其殲滅。
定遠解圍後，捻軍和太平軍轉攻鳳陽、壽州，均未奏效。隨後，龔得樹、孫葵心率數萬人隨陳玉成部南下，謀解安慶之圍。12月10日，太平軍和捻軍與敵大戰於桐城西南之掛車河一帶，孫葵心不幸犧牲。1861年3月，龔得樹也在湖北羅田松子關中炮身亡。孫葵心在脫離張樂行領導期間，曾企圖降清，但未成事實。後來轉戰河南、山東，屢敗清軍；返回淮南後，重與太平軍協同作戰，最後把鮮血灑在太平天國的戰場上。龔得樹是捻軍中僅次於張樂行的重要首領，不僅作戰勇敢，「所領黑旗隊梟猛耐戰，勢與張落刑（樂行）相埒」２，而且較有政治頭腦，是堅持與太平軍聯合作戰的核心人物，他的犧牲，是捻軍的重大損失。
1861年9月安慶失守後，陳玉成率部退守廬州，旋又遭清軍圍困。捻軍在定遠的孤立據點也難於長期堅守下去。而當時淮北捻軍的力量還相當強大，河北、山東等省人民起義此伏彼起，陳玉成為了「廣招兵馬，早復皖城」，再援天京，先派太平軍馬融和部北上，繼派捻軍首領張樂行等率部北渡淮河，後又派扶王陳得才、遵王賴文光、啟王梁成富、祜王藍成春等率部向西北遠征。張樂行和蘇添福等將定遠據點移交給太平軍後，於12月間率全部人馬返回淮北穎上地區。至此，捻軍和太平軍在淮河沿岸的聯合作戰宣告結束。
二、淮北捻軍向河南、蘇北、山東出擊
張樂行、龔得樹等率捻軍主力於1857年春南下與太平軍聯合作戰後，淮北只有少數捻軍就地堅持鬥爭。1858年初，藍旗等捻軍從六安返回淮北，兵力驟增，聲勢復振。以後，各旗捻軍進一步挖壕築壘，依托圩寨，抗擊清軍和團練的進攻，並經常伺機襲擊清軍據點，使當時負責江蘇、安徽、山東三拾剿匪」事宜的袁甲三發出了「兵疲糧盡，勢處萬難」１的哀歎。同年底，袁甲三向清廷建議由河南、山東出兵南下，與皖北清軍聯合攻剿淮北捻軍。清廷表示同意，令新任河南巡撫恆福、山東巡撫崇恩「各就本境防軍遴員統率，併力進剿，搗捻巢穴，以保北路完善之區」。２1859年初，袁甲三進一步提出豫軍由亳州東進，山東軍由永城南進，本部諸軍由宿州西南進的分進合擊計劃。清廷令崇恩、恆福將要隘嚴為佈置（防止捻軍繞襲其後），即行發兵合剿。崇恩對此提出異議，他認為出境遠征，有三不可勝：一是捻軍眾清軍寡，地廣數百里，難於合圍；二是捻軍以逸待勞，清軍進攻則守壘不出，清軍退卻則伺機出擊；三是如果清軍日久不克，則餉缺兵嘩，必為捻軍所乘。清廷堅持原案，催促山東、河南迅即出兵合剿，但議未果行，淮北捻軍便開始分道出擊了。
（一）北舞渡、馬埠、野豬岡殲滅戰
1859年3月上旬，捻軍二三萬人在孫葵心、劉添福等率領下，集中於太和王市集，佯稱西攻河南禹州（今禹縣）。正駐鹿邑的總兵邱聯恩（統率豫軍六千餘人）立即派兵防守豫皖交界的沈丘（今沈丘城）。3月14日，捻軍突然進至河南商丘南面，次日分三路出擊：一路進據商丘、寧陵交界的觀音堂；一路西攻睢州城（今睢縣）；一路由溝香集進佔寧陵縣城。21日，三路聯合攻下睢州城，全殲知州王聯升所率鄉團，繼又分兵西攻杞縣。邱聯恩急率三千餘人赴援，與捻軍戰於睢州東南的張公堡。捻軍失利，於23日退出睢州，經太康東北的楊廟西進呂潭一帶。3月25日，捻軍南下圍攻西華城。26日，邱部追至，捻軍又撤圍西走，一部駐郾城東南的五溝營，主力駐舞陽以北的北舞渡。邱聯恩命參將穆特布率部分清軍往擊五溝營捻軍，自率三千人於3月29日趕到北舞渡。捻軍早在該地沿沙河兩岸設防，步隊配置在吃虎橋附近，馬隊分扎兩翼，操刀持矛，嚴陣以待。是日下午，邱聯恩將步馬分為三隊，向吃虎橋進攻。捻軍步隊堅決抗擊，兩翼騎兵突起，將邱部緊緊包圍。黃昏發起總攻，捻軍將士們呼嘯猛衝，刀劈矛刺，將被稱為「邱老虎」的邱聯恩殺死於吃虎橋頭。邱的部將二十餘人同時斃命，三千人馬大部被殲，少數逃往許州（今許昌市）。捻軍攜帶大批勝利品，經西華、商水、項城等地返回淮北。
1860年春，捻軍首領孫葵心、劉天祥、王懷義等率淮北捻軍三四萬人，分兩路再次向河南出擊。一路經夏邑、虞城到達山東單縣地區後，又西人豫境，進至禹州、密縣等地；另一路經鹿邑、柘城進擊太康、通許，直指開封。勝保和新任河南巡撫慶廉匆忙佈置城守。4月7日，捻軍與勝保部在離開封二十五里的白酒店遭遇，作戰失利，折向陳留。當捻軍二三萬人由尉氏、鄢陵、扶溝等地東返時，其先頭部隊於5月4日在柘城、太康交界的馬埠（今馬鋪）與奉命攔截的總兵王鳳祥、副將王慶長等所部三千餘人遭遇，被迫後退十餘里。此時後隊人馬趕到，便整頓隊伍，進行反擊。敵軍大部被殲，王鳳祥、王慶長等被殺。於是，捻軍勝利重返淮北。清廷責勝保「剿賊不力，畏葸無能」，將其調回北京，改由巡撫慶廉督辦河南軍務，副都統關保仍為幫辦。
慶廉督辦河南軍務後，鑒於在防豫軍不滿四千，其餘皆系統勇，加上關保兩營，總計不過一萬數千人，而張樂行、龔得樹、孫葵心、王懷義、姜台凌等各部捻軍不下數十股，每股各有數萬人不等，宿、亳、蒙、懷、廬、壽一帶及豫省邊界所在皆有，便向清廷提出由豫軍與袁甲三、傅振邦部清軍合力攻剿，並由苗沛霖部練勇駐紮蕭縣、永城邊境，「力扼西北，進剿東南」的作戰方針，１得到清廷的批准。但就在這一方針提出不久，捻軍又一次越過豫軍防線，向河南大舉出擊。
1860年8月，蒙亳地區大雨成災，捻軍糧食供應發生困難，而河南秋收在望。捻軍首領劉玉淵、雷彥、宋喜元、蘇添才等便率四萬餘人，由亳州再次挺進河南。8月21日，捻軍進攻薛廟清軍大營，關保由鹿邑派兵往援。捻軍立即繞攻鹿邑東關，迫使清軍回顧城防，後在五里廟與敵軍交戰，殺游擊羅忠保等多人。9月15日，捻軍兵臨陳州城下，因清軍防守較嚴，便直薄周家口鎮（今商水）。後因清軍來援，南下商水（今舊商水）、上蔡、汝陽（今汝南）等地。慶廉命總兵承惠率八千餘人追擊，並令游擊孫之友部為後援。但孫部為雷彥所率捻軍牽制，無法前進。9月20日，承惠部進抵汝陽城南三十五里的野豬岡。捻軍事先在此佈陣，清軍多次進攻，均被擊退。激戰間，一部分捻軍迂迴至大石橋，切斷了清軍的退路，正面的捻軍又將清軍分割為二，展開白刃格鬥。結果，承惠等十餘名清軍將佐及大部士卒被殲，捻軍再次取得了重大勝利。在北京的勝保後來哀歎：「野豬岡之役，全軍遇伏，精銳胥亡，元氣遂不可復。」２清廷因無正規軍可派，只得命河南團練大臣毛昶熙等整頓和加強河南鄉團。
（二）襲占蘇北重鎮清江浦
1860年2月，捻軍首領李大喜、魏希之、張宗禹等率步隊二萬餘人、馬隊萬餘人，在江蘇蕭縣寶安山集中後，佯攻碭山，擺出北進山東的架勢，忽又揮戈東進，在徐州越過黃河故道，經邳州（今邳縣北邳城）再長驅南下，於18日佔領桃源（今泗陽南），然後直趨蘇北的政治中心和商業重鎮清江浦（今清江市）。當時，河道總督庚長、漕運總督聯英等正置酒觀戲，晝夜不輟，聞捻軍將至，才倉皇派兵堵御。2月21日，捻軍擊敗都司德興部清軍三百人，乘勝進抵清江浦，庚長等逃往淮安。清廷聞清江浦失守，急忙調兵往攻。捻軍在獲得大量錢糧物資後，於3月5日撤離清江浦，返回淮北。
（三）進軍山東，三敗僧軍
捻軍在出擊河南、蘇北同時，還不斷深入山東境內，打擊清軍。1860年9月下旬，張敏行、姜台凌等率四萬餘人由宿州北進至山東嶧縣（今嶧城）、蘭山（今臨沂）等地。10月下旬，捻軍又進至山東魚台、金鄉、巨野等地，26日直逼濟寧城。旋又分兵三路：一路經汶上北進東平的戴廟，又經梁山南下佔領巨野，後由定陶、曹縣返回淮北；一路經滋陽（今兗州）北占寧陽，進圍泰安不克，由大汶口南下曲阜等地；一路東北經泗水，轉至新泰，攻佔蒙陰，復由沂水、莒州（今莒縣）、日照南下至贛榆、郯城地區。三路捻軍在獲得大量糧食牲畜後，勝利返回淮北。
清廷害怕捻軍由山東進入直隸，危及京畿安全，便於1860年11月5日，即第二次鴉片戰爭結束不久，命科爾沁親王僧格林沁（仍任欽差大臣）統帶清軍一萬餘人（內馬隊三千五百人、步隊二千人、綠營兵五千人），由直隸開赴山東剿捻，命文淵閣大學士瑞麟以傳郎銜幫辦軍務。清廷規定僧軍的任務是，「前往剿辦北路各匪，先由河間一帶，次及山東、河南，權其緩急，以次進剿」１。12月17日，僧格林沁率部進駐濟寧。
僧格林沁率部南下山東後，袁甲三曾向他指出：「河南之兵名為萬餘，多系新募，宿、徐之兵本不滿萬，近因餉缺，大加裁汰，所存無多，山東之兵又不能越境會剿，此賊所以到處竄突，如人無人之境也。」並向僧建議：「以山東兵為中路，由曹、單直趨虞、夏，以河南兵為右翼，以徐、宿兵為左翼，聲勢聯絡，互相策應。步步為營，與民寨相犄角，逐漸而進，不求速效。」２僧格林沁沒有採納袁的建議。他急功近利，孤軍在山東境內作戰，因而屢戰屢敗。
僧軍進駐山東不久，亳東捻軍四萬餘人（其中馬隊萬餘）在劉玉淵等率領下，又一次進入山東，經魚台、金鄉北上。僧格林沁急忙率騎兵二千餘人前往追擊，於12月25日由嘉祥馳赴巨野。時值大雪，軍行甚疲。26日，僧軍在巨野東南的羊山集與捻軍接戰。僧格林沁率主力從東面進攻，瑞麟率部從西南進攻。捻軍分路抵禦，首先將僧格林沁部擊退，進而包圍瑞麟部，將副都統格繃額等擊斃。瑞麟突圍逃到離金山二百餘里的汶上。僧格林沁溜回濟寧後，參劾瑞麟突圍後「不在巨野紮營，復越過嘉祥、濟寧退至汶上，……以致後路官兵渙散，實屬怯懦無能」。３清廷革去瑞麟侍部職銜，飭令回旗，改由鑲藍旗蒙古都統西凌阿、工部右侍郎國瑞幫辦僧格林沁軍務，並將原先革職的副都統伊興額和徐州鎮總兵滕家勝的步騎三千人交僧調遣。不久，清廷又將陝西巡撫譚廷襄補授山東巡撫，令其帶領步騎兵一千五百名增援山東。
僧格林沁在羊山集戰敗後，下令從河南的考城（今蘭考東北）至山東魚台的南陽湖長四百七十餘里地段，浚壕築壘，由曹、單、菏、城四縣民團分段扼守，鄆、巨、濟、金、嘉、魚六縣民團聞警協守，企圖遏阻捻軍北上。但捻軍向山東的進攻並未因此受阻。1861年1月底，捻軍首領趙浩然、張敏行、李成等率黑、藍、白三旗四萬餘人，由碭山、虞城進入山東，接著分兵兩路：一路向曹縣南部游動，一路進入巨野東南六十餘里的羊山集。2月2日，僧格林沁及副都統舒通額分率騎兵包抄羊山南麓的捻軍，捻軍即北上嘉祥之紙坊，又南下至金鄉以西、城武以東地區，後又北上菏澤東北之關李家莊，築壘佈陣，準備坑擊追擊的清軍。2月20日，僧格林沁不顧部隊連日奔馳和饑疲不堪，下令分南、北、中三路進攻。捻軍以逸待勞，步隊居中，馬隊從兩旁抄襲，號角四起，奮勇迎戰。清軍南路的黑龍江馬隊及陝甘步隊首先潰退，接著中、北兩路也紛紛敗逃。此戰，捻軍殲滅清軍近千人，繳獲槍炮馬匹甚多。
僧軍敗訊接連傳到京城，清廷斥責僧格林沁「奔馳數日，率饑疲之卒，當方張之寇，後路既無援兵，左右亦少策應，以致為賊所乘，勇往雖有餘，惜尚未能持重也」，並告誡他「總不宜輕進，再蹈覆轍」。同時，命袁甲三委派得力將領與田在田、伊興額等「合力兜剿，牽制後路」，使捻軍「有所顧忌，不敢徑行北趨」。１但是，捻軍很快又深入山東腹地，迫使僧格林沁不得不再次率部迎戰。同年3月，數萬捻軍突入曹、巨、鄆境，揮戈北上，由東平之戴家廟、安山等處渡過運河。僧格林沁令副都統伊興額及徐州鎮總兵滕家勝率二千餘人追擊。捻軍在汶上、東平之間的楊柳集利用村落佈置伏兵，待機殲敵。3月17日，先在臥虎山與清軍接仗，佯裝敗退，待清軍追至楊柳集時，捻軍伏兵四起，將敵人層層圍裹。伊興額、滕家勝幾次突圍，均未得逞，終被捻軍斬殺，僧軍傷亡慘重，潰不成軍。
捻軍在不到三個月的時間裡，三敗僧格林沁軍，狠狠打擊了僧軍的囂張氣焰。此後，捻軍利用「甚雨泥淖，高禾蔽野」的有利條件，與敵人周旋，使其「疲於奔救，芻糧不繼，士馬疲羸」。僧格林沁無可奈何地對其部下說：「不能再與野戰，惟當嚴固直北藩籬。」便命西凌阿回軍濟寧，力扼北路，自統全軍扼東平之安山，憑河而守。１於是，捻軍在山東的活動區域日益擴大，一度進逼省城濟南，山東巡撫譚廷襄龜縮城內不敢出戰。捻軍又轉至膠州半島，到達福山、煙台沿海地區。外國侵略者以軍火接濟清軍，英、法海軍還在煙台地區參與了屠殺捻軍的勾當。
淮北捻軍挺進河南、蘇北、山東，推動了當地人民的武裝起義，使上述地區先後爆發了捻黨首領陳大喜領導的汝寧起義，郜永清領導的商丘金樓寨白蓮教起義，蘇皖邊的幅軍起義，菏澤地區的長槍會起義，曲阜、鄒縣、泗水等地的文賢教起義，魯西的白蓮教起義（其中宋景詩的黑旗軍發展最快）。這些起義武裝和淮北捻軍互相配合，給清軍和地方統治機構以沉重打擊，客觀上支持和配合了淮南的捻軍和太平軍。但是，由於淮北捻軍向外出擊的主要目的是為了獲取生活資料，雖然殲滅了相當數量的敵人，但主要是擊退敵人的追擊和堵截，沒有有計劃地尋殲更多的敵人。特別是由於一再外出作戰，致使淮北的基地反而有所縮校在這期間，一些重要捻軍首領如宋喜元、任乾、陸連科、李大喜等的圩寨，相繼被清軍和苗沛霖團練攻佔，任乾、陸連科、李大喜等先後犧牲，這就給爾後進行的保衛淮北基地的作戰造成很大困難。
三、退出淮北，與西北太平軍並肩戰鬥
1861年底，張樂行率領捻軍白定遠返回淮北後，進駐穎上，次年（同治元年）1月中旬開始，與太平軍馬融和部、原在穎州的捻軍姜台凌部以及苗沛霖的團練１共同圍攻穎州城，將安徽布政使賈臻困於城中。不久，勝保（1861年春曾奉命馳赴直隸、山東，督辦防剿事宜）奉命由豫入皖，以解穎州之圍，苗沛霖又接受招撫，配合清軍襲擊捻軍和太平軍。捻軍、太平軍在腹背受敵的情況下，於4月中旬撤離穎州，退入太和境內。5月中旬，陳玉成撤守廬州，率太平軍三千餘人北走壽州時，被苗沛霖誘捕，解送穎州勝保軍營。尚在淮北的張樂行、馬融和得此凶訊，率部往救，因被清軍擊敗，未能成功。後清廷得悉陳得才、賴文光等率領的西北太平軍已兼程向南進發，前來搭救，遂於6月4日將陳玉成殺害於河南延津縣。陳玉成犧牲後，馬融和率部西走河南，投奔西北太平軍；張樂行則率部返回雉河集，同其他捻軍一起，與夾攻淮北的清軍展開了一場血戰。
（一）雉河集失守，餘部退出淮北
廬州失守，陳玉成犧牲，太平軍在皖南的根據地喪失殆盡，使淮北捻軍的處境更加困難。不久，僧格林沁率馬步數千南下，並於1862年6月26日攻佔了河南商丘縣馬牧集以南的金樓寨，鎮壓了白蓮教起義軍。原來對付皖南太平軍的李續宜、袁甲三等部也轉旗北上，協同僧軍以及豫、蘇、魯清軍共同對付淮北的捻軍。
8月2日，清廷向科爾沁親王僧格林沁、湖廣總督官文、安徽巡撫李續宜、湖北巡撫嚴樹森、河南巡撫鄭元善、河南團練大臣毛昶熙、署漕運總督吳棠等文武將領發出了大舉進攻淮北捻軍的諭令。其具體部署是：僧格林沁部馬步兩萬餘人和李續宜部湘軍萬餘人，南北對進，夾攻雉河集；袁甲三因病開缺後，其所部二萬人由李續宜派員統領，從懷遠向北進攻；吳棠扼守江蘇清河、淮安，並由僧格林沁撥兵若干，併力掃蕩邳州、宿遷、海州（今連雲港市西南）、沭陽一帶；由僧格林沁派員接統總兵田在田所部，防守南北要衝徐州、宿州地區；鄭元善出新蔡，毛昶熙出歸德，配合僧軍向東進攻；官文、嚴樹森派兵深入豫境，由正陽、息縣援應；皖、豫等省的團練，分別協同各路清軍進攻。
8月20日，清廷把各路攻捻清軍統交僧格林沁調遣，不但令其統轄山東、河南軍務，而且授權調遣直隸、山西和蒙、亳、徐、宿的防兵，節制直隸、山東、河南、山西各省督撫提鎮以下各官，集軍政大權於一身。鑒於僧軍以往多次失利的教訓，清廷告誡僧格林沁「務宜逐漸進取，步步為營，不可孤軍深入」１。
張樂行等捻軍首領在清軍發動大規模的進攻面前，未能避實就虛，把捻軍主力轉移到山東或河南，結合當地農民起義軍，襲擊清軍的後方，或攻敵必救之地，以調動和分散敵人；而是「悉其五旗首，集眾二十萬，陳雉河」２，依托圩寨打防禦戰，使自己處於被動挨打的不利地位。
10月18日，僧格林沁由河南夏邑移大營於黃仲集（今商丘南），隨即分兵向亳州以北的廬廟、邢大莊發起攻擊。捻軍首領李廷彥率部抗擊，因寡不敵眾，堅守了十餘天，廬廟、邢大莊先後失守。李廷彥被誘捕殺害。接著，僧格林沁命翼長全順、承先、蘇克金、恆齡和總兵常山保等率部南下，分別佔領了丁花園、王路口、顏集、五馬溝、岳樓、高閣、八里莊等圩寨。清軍佔領亳北地區之後，僧格林沁又於11月初督師進攻亳東地區。黑旗首領蘇添福在劉集率部堅守圩寨，抗擊清軍。清軍發炮猛攻，寨內房屋多被炸塌，蘇添福於11月6日率部退守蔣集。20日，馬村橋捻軍來援，遭國瑞部清軍阻擊；隨後，張樂行也由廟集率部馳援，27日在下張橋遭到清軍翼長舒通額、蘇克金部騎兵襲擊，敗退渦河南岸。以後，張樂行等部捻軍又多次往援蔣集，均為清軍所敗。12月20日，捻軍首領陳萬福突圍南走，其弟率部投降清軍。1863年1月底，僧軍攻佔渦河南岸的韓樓，2月23日又攻佔馬村橋，蘇添才率捻軍餘部退守雉河集。
一系列戰鬥的失利和圩寨的丟失，引起捻軍隊伍中某些動搖分子的叛變投敵。在僧軍進攻亳北時，黑旗首領宋喜元等投敵叛變，並無恥地帶領清軍攻打捻軍。2月26日，僧軍包圍張家瓦房，趙浩然又率部投降。隨後，宿州、蒙城的一些捻軍首領也紛紛投敵。接連數次率部進軍大半個山東的捻軍首領劉天祥，也向宿州知州英翰屈膝投降，充當清軍鷹犬。但是，絕大多數捻軍將領和戰士，沒有被僧軍的猖狂進攻所嚇倒，仍奮不顧身地與清軍展開圩寨爭奪戰。
這時，苗沛霖根據僧格林沁「剿捻立功」１的指令，從背後襲擊捻軍，佔領了一些捻軍圩寨，進而配合僧軍向雉河集推進。
張樂行在清軍重兵圍攻的艱危情況下，為了分散敵人的兵力，命張宗禹率部突圍，由太和、穎州入豫東南與陳大喜等部會合；自己則率部東走宿州，擬北上與早已進入山東、蘇北一帶的李成、任化邦（又名任柱）等部會合，因在符離集遭清軍阻攔，便又折回雉河集。
3月16日，僧格林沁移大營於亳州渦河北岸的廟集，隨即命舒通額、蘇克金等部向捻軍發起進攻，於19日佔領尹家溝、雉河集。張樂行等率部南走。20日，張村堡（今利辛西北）一戰，捻軍死亡將士一千餘人。21日，再次失利，又傷亡二千餘人，韓四萬、劉玉淵、蘇添福、蘇添才等被俘遇害。3月23日夜，張樂行僅率二十餘人逃至蒙城、宿州交界的西洋集，為叛徒李家英等出賣，不幸被捕，押往僧格林沁軍營。不久，張樂行及其子張喜、義子王琬兒等被清軍殺害。姜台凌、孫葵文等向清軍乞降，結果仍被處死。
捻軍在這次防禦作戰中，由於實行消極防禦，結果受到了嚴重的挫折，不僅喪失了蒙、亳基地，而且張樂行等許多捻軍重要首領以及將士二萬多人英勇犧牲。蒙亳一帶的捻軍圩寨幾乎全被摧毀，當地人民慘遭禍殃。雉河集到處是斷壁殘垣，一片淒涼景象。但是，捻軍並沒有被完全消滅，突圍出去的張宗禹、任化邦等部以流動作戰方式，繼續堅持鬥爭。
（二）轉戰豫、魯，調動打擊清軍
張宗禹、李成、任化邦等部捻軍從蒙亳地區突圍之後，分別轉戰於河南、山東等地，結合當地農民起義軍，積極打擊清軍。
張宗禹等部捻軍與豫東南捻軍陳大喜部會合，活動於新蔡、汝陽、息縣、羅山、光山一帶。新任河南巡撫張之萬命總兵張曜、余際昌率軍追剿。1863年4月初，張宗禹、陳大喜率部進入湖北，總兵余際昌率豫軍五千餘人越境追擊。捻軍經麻城、羅田、蘄水（今浠水）進至蘄州、廣濟（今蘄春東南）一帶。後由於湖北清軍竭力堵截，而余際昌部豫軍已撤回河南，捻軍遂回軍北上，於5月中旬復入河南，由光山、羅山、息縣等地渡過淮河，5月26日在正陽縣方寨設伏，重創跟蹤追擊的豫軍，斃余際昌及游擊以下官弁三十九人，使該部清軍死傷過半。這一勝利，大大鼓舞了捻軍士氣，增強了堅持鬥爭的信心。
李成、任化邦等部捻軍在山東幅軍、教軍等農民起義武裝的配合和支援下，活動於蘭山、費縣、沂水、蒙陰、泗水等地，並進入曲阜、泰安，逼近省城濟南。山東巡撫譚廷襄惶恐不安，忙向清廷告急：「東境外匪與內匪交訌，實屬弗遑兼顧」，「賊邊馬已至汶、寧，湖路可達東平，山路可逼省會，事機危迫」１。當時活動於魯西堂邑、冠縣、館陶（治今館陶東北）、臨清、高唐等地的宋景詩黑旗軍，也威脅著清廷畿輔重地。這就迫使清廷不得不急調僧格林沁軍由淮北返回山東。僧軍轉回山東後，在新任山東巡撫閻敬銘率領的防軍配合下，瘋狂地鎮壓各支農民起義軍，使淄川的劉德培起義軍，鄒縣、泗水、曲阜交界的文賢教軍，以及宋景詩黑旗軍都遭到重大損失。宋景詩在劉貫莊戰敗後，便參加了捻軍。
當僧軍於4月底北返山東後，蒙亳地區轉入地下的捻軍又紛起活動，開展各種形式的抗清鬥爭。與此同時，苗沛霖再次叛清２，於5月初佔領穎上、懷遠、壽州，圍攻蒙城。不久，張宗禹、陳大喜等亦率軍從豫南經穎州回到雉河集，懲辦了出賣捻軍領袖、為虎作倀的叛徒，並奪取了敵人的糧台，打擊了敵人的囂張氣焰，鼓舞了當地人民的鬥志，不少人踴躍參軍。
蒙亳一帶捻軍的重新活躍以及苗練的再次反清，使正在圍攻太平天國首都天京的曾國藩頗有後顧之憂，急忙上奏清廷，請求僧軍再次南下進攻淮北。1863年11月9日，僧格林沁遵旨由直隸大名率軍南下，經河南許州於11月下旬進抵安徽蒙亳地區，設大營於高爐集（今渦陽東南）。
張宗禹等得知僧軍再次南下，即主動撤離雉河集，西走河南。僧軍佔領雉河集、西洋集一帶後，便於12月6日向正在圍攻蒙城的苗練發起進攻。在僧軍和蒙城清軍的夾擊下，苗練四處敗逃，苗沛霖在亂軍中被殺。以剿捻起家、作惡多端的苗練武裝從此煙消雲散。清軍在重占蒙亳地區後，大肆平毀圩寨，收繳武器。為加強對這一地區的控制，清廷把雉河集改為渦陽縣，在縣北的龍山鎮駐紮一營清軍，以防捻軍再起。隨後，僧軍奉命進入河南，追擊捻軍。
（三）與西北太平軍並肩作戰，突破重圍
張宗禹等率軍西走河南後，準備進入陝西與西北太平軍會合。這時，由扶王陳得才統率的西北太平軍為解天京之圍，正在東返途中。1864年4月下旬，陳部在河南西南部的淅川、內鄉等地先後與捻軍張宗禹、陳大喜、任化邦等部會師，眾達數十萬，隨即分四路向東南進發。清廷為阻止西北太平軍和捻軍援救天京，令僧格林沁的馬隊及鄂軍、豫軍、皖軍竭力爛擊。不久，聚集於鄂、豫、皖交界地區的清軍不下十萬人。
太平軍和捻軍在東進過程中給了攔截的清軍以應有的打擊，但本身也受到一定損失。當得知太平天國的首都天京於7月19日失陷之後，「人心離散」，士氣大挫，盡避後來在河南的羅山、光山和湖北的蘄水等地幾次擊敗清軍，但這些局部勝利並未改變被清軍圍追堵截的不利局面。11月5日，安徽霍山黑石渡一戰，太平軍和捻軍損失慘重。接著，馬融和等屈膝投敵，藍成春被俘遇害，陳得才服毒自殺。其後，賴文光、邱遠才等部太平軍和張宗禹、任化邦、陳大喜等部捻軍先後進入河南，經過合編和整頓，迎著險惡的局勢，再接再厲地進行艱苦卓絕的鬥爭。
1857年到1864年，是捻軍反清戰爭的關鍵時期。由於實行了與太平軍聯合作戰的正確方針，張樂行、龔得樹等部捻軍主力得以控制淮河中游，鎮守淮河腹地；淮北捻軍的積極出擊，也牽制了相當的清軍，從而使淮南戰場保持相對穩定，陳玉成、李秀成部得以在湖北和天京外圍的往返征戰中不致有後顧之憂。這些都是具有很大戰略意義的。
這一時期，由於清軍在安徽以及河南、山東、江蘇等省的兵力比較薄弱，而捻軍數量眾多、佔地較廣，這就為捻軍進一步壯大自己和擴大佔領區提供了客觀有利條件。1859年秋，河東河道總督黃贊湯、河南巡撫瑛棨、前山東巡撫崇恩在給清廷的奏折中指出：「皖捻滋事以來，竄擾河南、江南、山東三省，蔓延愈廣，裹脅愈多，而攻剿數年，迄難撲滅者，則以官軍兵分力弱，不足制其命而搗其巢也。」進而指出：「近日定遠不守，捻、粵聯為一片，南抵安慶、舒、桐，北通滕、嶧、曹、單，東界徐、宿、青、陽，西鄰歸、陳、光、固，縱橫千餘里之內，實已民賊不分，而翁同書一軍僅保壽州，勝保一軍扼扎蔣壩，岌岌乎無駐師之地，徒恃傅振邦、關保兩軍，以區區之師，當數十股凶悍之眾，前後左右，紛至沓來，雖畢力進攻，亦豈能制賊死命？」１這些描述說明了當時捻軍確實處於非常有利的地位。但是，為什麼時隔不久，捻軍在淮南戰場和淮北戰場的作戰均遭失利，最後不得不撤離蒙亳基地，突圍他走呢？從作戰指導方面考察，主要有以下原因：
一是雉河集會盟後，實際上沒有建立起真正集中統一的領導和作戰指揮。捻軍主力南下六安後，張樂行、龔得樹對內部的意見分歧處理不當，更增加了各股捻軍的離心傾向，以致難於集中兵力對付進攻之敵，給了清軍以各個擊破的機會。
二是不重視殲滅清軍的有生力量。淮南捻軍在淮河中游佔領幾個城市後，便分兵守點，消極防禦，不注意在流動作戰中殲滅敵人，結果所佔據點反被數量雖少但能集中兵力作戰的清軍各個攻佔。淮北捻軍熱衷於向外出擊以獲取生活資料，喪失了更多地殲滅清軍的有利時機；特別是沒有把側重點放在消滅盤踞淮北的清軍上面，使自己有個穩固的後方，以致當僧軍南下向雉河集等地大舉進攻時，處於非常不利的被動境地。
三是在大軍壓境的情況下，蒙亳地區的各支捻軍仍然據寨自保，各自為戰，沒有統一的防禦部署和作戰指揮，最後終於被清軍各個攻破。張樂行等退守雉河集後，企圖以武器裝備低劣、內部組織很不嚴密的捻軍與清軍打堂堂正正的陣地戰，而不是及時跳出清軍的包圍圈，這是很大的失策。後來，在節節失利的情況下，決定一些部隊突圍出走，才保存了一部分有生力量，得以繼續堅持鬥爭。