湘军水师收复空城岳州，捣毁太平军所筑木城之后，回师南津港时刻保持警惕，每晚为避免点火暴露位置，湘军水师各营士兵“不许张灯，只暗点火香、火绳”，为时刻准备投入战斗“水师士兵都在炮侧坐守。且随时保持着，小舟设伏港口，大船分布湖心的水师阵型。”时刻积极保持着应对太平军随时而至的反扑。
第二天晚上湘军巡查队侦查到下游有太平军侦查船队来附近侦查，当晚湘军水师数位主将预测太平军即将发起反扑，急忙商议对策，最后得出若太平军来袭，则“何南青、先锋苏胜等诱敌，待太平军进入保卫圈后，褚汝航与夏銮带所部由中路迎敌，彭玉麟带所部从左侧绕湖之西抄太平军后路，杨载福带所部从右边沿湖之东从太平水师腰部袭击。
湘军水师一切部署完成后。第三天凌晨，太平军水师驶出城陵矶，随即遇到湘军水师诱敌船队，太平军船队紧追不舍，很快再次进入湘军水师包围圈，清军逆褚汝航、夏銮待正面船队用“之字斜行”的行进方式，穿梭开炮。击中太平军数艘。清军接近太平军船队后，湘军水军为活捉或击杀“戴紫金冠、穿黄马褂的太平军头目”立功，纷纷争握藤牌跳上太平军船只。该太平军将领恐受辱而死，脱袍跳入水中自毙。
绕至敌后的彭玉麟从太平军水师后面杀来，见太平军大钓钩船数只，彭玉麟先是亲点大炮，炮弹击中太平军船只，炸伤十余人。之后向太平军抛掷火罐，恰好击中太平军火药船，一时间烟雾突起，迷漫半湖。其中彭营的把总孙昌国乘乱，跳上一艘太平军船只，恰逢太平军复掷火包，身受重伤。本有亲缘关系的同营士兵，见状大怒。数十人冒烟、火追杀，击毙投掷火包的伪丞相，生擒三十五人。
杨载福身坐三板艇率军“由湖东沿岸斜行，捷如飞鸟。“至太平军船边后，杨载福举旗一招，众炮齐射，炸伤太平军十余人。恰在此时，杨载福遇到身披黄袍的伪丞相汪得胜招手挑衅，猛人杨载福非常生气，手持长矛，催座驾之船急驰向挑衅之船。一招刺杀挑衅之人，护卫该人的牌刀手纷纷跳水逃生。杨载福则带兵乘势继续冲杀。
太平军溃败水师溃败后，疯狂逃窜。褚汝航等各路清军，则咬住不放，一直追到距岳州七十五里外的临湘县对河，太阳落山，才鸣金收队。
此战，太平军战船被击沉三四百艘，抢夺七十六艘；击毙二百七十多人，生擒长发、短发一百三十四人。
褚汝航、夏銮中路开单呈缴:大小铁炮二十五位，抬枪、红枪一百一十三杆，火药二十八桶，铁弹三十桶，药箭一匣，黄马褂三件，黄绣花蟒袍二件，绣龙金花帽十三顶，大黄统伞三把，龙虎旗七面，令箭十三枝，绣字炎三总制龙帽一顶，紫金冠一顶，红旗、号褂、风帽三捆，签筒、笔架等共四十一件。
西路彭玉麟呈缴大小炮十七位，马十四匹，大小黄旗六十余面，红黄号马褂六十余件，火箭一捆，龙袍二件，伪丞相大黄龙虎旗六面，子药八桶，抬枪、刀矛百余件。
杨载福呈缴黄旗、号褂、补子三捆，龙袍二件，大小炮十四位，抬枪、鸟枪、长矛短刀百余件，火药、铅子三桶。
何南青呈缴伪秋官又丞相坐船只，米船二只，号褂、风帽一捆，枪炮、刀矛九十六件，骡马五匹。
原本太平军是向将太平军诱入孤港，然后水陆夹击太平军船队。
计策虽好，无奈具体执行人，刚驶出城陵矶反而被湘军水师诱至包围圈，以至于损失惨重。
太平军陆路策应者以及逃到岸上的水军，半路被彭三元、诸殿元、普承尧等湘军各营截杀、此战，被击毙太平军百余人，生擒四十五人，夺的战马十四匹，战船八只，旗帜、号令、军械二百余件。等
论功行赏：
补知府褚汝航，综理营务，谋定后战，胆识过人，免补知府，以道员归部尽先选用。
升用同知夏銮，轻舟诱贼，乘胜力追，不避危险，以同知归部遇缺即选，并赏戴花翎。
即选知县彭玉麟，忠勇性生，气昋凶逆，奋不顾身，加同知衔，并赏戴花翎。
补用守备杨载福，手刃贼目，裹创力战，所向无前，以都司留于本省，遇缺即补，并赏彪勇巴图鲁。
蓝翎军功文生何南青，向导得力，洞悉贼情，以主簿归部选用。
其余人亦有封赏。