南京城内的天地会部众不断在城内搞破坏，粘贴天德王光复金陵的布告，搞得城内人心惶惶，士兵杯弓蛇影，“群相惊疑，知有jian细”，南京城的守城意志不断瓦解。加之太平军在城外示以仁义，许多南京百姓纷纷盼望太平军入城。《金陵被难记》中记载：“先遣jian细，在城市布散谣言，张贴伪示皆曰不杀百姓，愚者每帖然信之。信则惑，惑则受害矣……其党每购什物，倍加与之。”在这样的群众基础下，南京城破已是必然。

杨秀清下令太平军在静海寺、天**等地开挖地道，准备实施穴地战术。张炳垣与知县刘同缨献策开挖内壕，在入城口修筑地堡，在城中交通干道两旁房屋建设炮火，以防太平军爆破入城，被陆建瀛拒绝。后来张炳垣又提议以炮轰击静海寺，去除太平军挖地道的据点，副将汤贻汾亲自点火炮击静海寺，“一发中，次梁便塌卸”，但炮火并未能破坏太平军挖掘的地道。

3月16ri，静海寺附近的地道三处同时爆破，狮子山上方向的城墙被炸开两丈的缺口，“然不致洞通也”，太平军再度爆破，炮兵又猛烈轰击缺口，终于“地道与炮并发，上下一震，狮子山正面城垣，颓卸砖石数层”。太平军突击队从缺口冲入，仪凤门告破。太平军突击队在街头搜到总督陆建瀛，将其杀死，一时间汉兵全部溃散。

南京城内驻扎不少旗人部队，战斗力甚强，战斗意志也坚决，在团练的支持下，全歼太平军突入城中的部队。眼看仪凤门爆破功败垂成，先前入城避难的和尚们却脱下僧袍，拿起军刀，砍杀聚宝门守军，此时聚宝门守军已大部调往仪凤门增援，所剩士兵很快被和尚杀散，李开芳率军突入聚宝门，稍后太平军大队入城，完全控制了局面。

南京城虽然被攻克，但城中之城，满城尚在旗人士兵的控制中。南京满城是原明朝皇宫旧城，城垣极其坚固，防御工事完备。因为太平天国以民族**者自居，推行对旗人的无区别杀戮的政策，城中旗人只得与太平军死战到底，因此满城的战斗，惨烈的状况前所未见。杨秀清亲自指挥太平军主力围攻正阳门、朝阳门，数万老兵在炮火的掩护下chao水般冲击满城，城中旗人疯狂反扑，妇女皆上城墙与太平军搏杀，老人孩子也在城墙上呐喊助威。杨秀清连续发动三次强攻，都被打败，阵亡数千人，积尸与城平。

旗人士兵虽然抵抗十分凶猛，但抵不住太平军庞大的人力优势。杨秀清将部队轮批上阵，以车轮战术消耗清军，战斗持续数ri，旗兵竟有人“力尽气竭而死”，杨秀清又下令投降的旗人可以免死，旗人的士气顿减。太平军乘机猛攻，一举突破城墙，清军主帅祥厚自刎，其余清将均为太平军所杀。天王洪秀全下令，全城捕杀旗人，“有擒得旗人者，赏银五两”。于是城中的汉人都起来搜捕追杀旗人，旗人两万余人几乎全部被杀，太平天国在付出数万人的惨痛代价后，全面占领南京。