9月28日，陆顺德率领长江水师主舰队和1分队，带着50艘蒸汽船从芜湖基地出发，前往湖口接第五军。随后，100多艘船在旗舰福州舰率领下，浩浩荡荡驶向武昌（江夏）。沿途经过九江、蕲州（qí zhōu）、武昌（县）、黄冈等地，于10月15日抵达武昌（江夏）。
武昌（江夏）一直是中国南方的军事和商业重镇，元代成为湖广行省省治，明清时期被誉为“楚中第一繁盛处”和“天下四聚”之一，是中国南北的交通要道。
武昌（江夏）城共有9座城门。西面濒临长江，与汉阳对望，有汉阳门、平湖门、文昌门；南面有望山门、保安门、中和门；东面有忠孝门和宾阳门；北面有武胜门。
第五军在武昌北面下船登岸，在武胜门外5公里处安营扎寨。
清军方面，武昌城里有吉字营1万5千人，从黄冈水战败退的湘军水师8千余人，以及从附近各县抽调的清兵3千人，总兵力2万6千多。不幸的是，为了防守马当山，武昌城的城防火炮被全部调走，一门都不剩。
彭玉麟则率领湘军水师10艘炮艇提前撤离，进入洞庭湖一带躲避夏军水师。区区10艘炮船还不够夏军塞牙缝，没必要浪费在武昌。
此时的武昌城内，官职最高的是两江总督曾国藩，不过湖广并不是他的辖区，他管不了。湖广方面职位最高的是湖北巡抚曾国荃。
原湖广总督官文，因被曾国荃弹劾，清廷派尚书绵森、侍郎谭廷襄调查，坐实贪庸骄蹇的罪名，被革职查办，侍郎谭廷襄署理湖广总督。而此时绵森、谭廷襄正带着官文回京向皇上复命，都不在城中。
所以，现在武昌城就是曾国藩兄弟俩说了算。
兄弟俩在巡抚衙门里商量对策，是一筹莫展。
这夏军来的太快，没有理会沿线的城市，直接兵临武昌，根本就来不及调部队防守。现在夏军是兵精粮足，还有火炮助攻。清军则是兵微将寡，还有部分是败军，又没有火炮。这仗怎么看，清军都难以取胜。
曾国荃：“大哥，这仗根本没法打。就是拼光了吉字营也守不住这武昌城。如果把这些老兄弟都拼光了，你我兄弟还不任人宰割，撤吧。”
曾国藩长长叹了一口气：“老九啊，你想过没有。你是湖北巡抚，这里数你最大，如果丢失武昌，为兄也未必保得住你的脑袋。”
曾国荃一听就立马哑了。泥马，整天只记得打仗，忘了这茬。更何况自己刚刚扳倒了官文，那帮满官个个对自己恨之入骨。根据大清律例，这丢城失地乃是大罪。这时候丢失武昌，那些人是绝对不会放过自己。
可问题是，就算自己拼了老命，也守不住这武昌城，这岂不是死路一条。就在这时斥候来报，北面麻城的10万夏军已经攻占黄陂，不日即可南下武昌。曾国荃心想，得，现在不用纠结了，还是考虑考虑怎么善后吧。
曾国荃：“大哥，你也听到了，这仗还打个屁啊。你先带人往湖南撤退，我守两天，然后就撤。只要吉字营还在，我看他们谁敢砍我脑袋。大不了我就投夏军去，起码不会死。”
曾国藩一听，一头黑线。知道自己这个弟弟很能打仗，但脾气刚毅，不服管教，缺乏对清廷的敬意，惹怒了他，真的是什么都能做得出来。到时候，怕就不是说说而已这么简单了。想想自己对清廷是忠心耿耿，怎么就摊上这么个弟弟。
曾国藩：“住口。我曾家世代忠孝，皇上对我有知遇之恩，可谓恩重如山。你想让我做不忠不义之人吗？这些大逆不道的话以后休要再提。否则就算我容你，但国法难容。”
曾国荃：“不提就不提。可眼前的事你还是听我的吧。曾家不能没有你，赶紧撤吧。只要大哥你在，我们曾家还有希望。”
曾国藩也知道，现在再讨论如何坚守已经没有意义，也就默认了。当天，夏军并没有进攻，曾国藩带着一千亲卫从南面的保安门匆匆离开武昌，向湖南岳州府撤退。
次日，由于夏军当中有不少士兵晕船，到现在还是手脚发软，于是安排士兵们继续在兵营里休整，恢复体力。
第三日，林小虎让军属炮兵旅、第五师炮兵旅配合第十六师行动，进攻北面的武胜门。自己则率领第五师登船，随长江水师攻击西面的平湖门。
上午9点，第十六师首先发起进攻，三个炮兵旅120门火炮对准武胜门就是一阵狂轰乱炸，武胜门顿时陷入一片火海，在城上守城的清军是一片哀嚎，苦苦支撑。
西面的进攻就简单多了，长江水师主舰队来到平湖门外江面，摆开阵型就展开炮击。小炮艇的76毫米炮和陆军的野战炮是同等水平，没什么好说的。可福州舰6门205毫米的主炮却是完全不同，武昌的城墙在它面前如同纸糊一般，20分钟就把平湖门给彻底“平”了。
平湖门的清军守军见势不妙，纷纷撤离躲避，但还是躲避不及死伤惨重，许多人直接被倒塌的城墙给活埋了。2千人的部队仅撤回8百多人，已经是伤亡过半。
曾国荃是见过夏军火炮的，开始并不怎么太担心。但看到夏军舰炮竟然有这么大的威力，心里马上凉了一半。任何掩体也顶不住它的打击，他真不知道，还有谁能在这种火炮下生存。这特么的还打个屁啊，撤吧，再不撤自己都得给搭进去。
曾国荃是说干就干，赶紧把来协防的周边州县清军派往前线，自己率吉字营、以及尚在身边未出击的5千湘军水师，放弃粮草辎重，从南面的保安门和中和门快速向南撤退。
武昌知府也不是傻子，看到曾国荃丢弃一切逃跑，武昌已是无兵可守。如果跟着逃跑，朝廷会问罪，自己这种没有后台的罪臣怕是难逃一死，还不如投降的好，说不定还有活路。于是在曾国荃离开武昌后，便派人向夏军请降。
10月17日，夏军占领武昌。
10月18日，牛大壮率领的北路西征军抵达汉阳，汉阳知府开城归顺，夏军占领汉阳。
18日下午，陆顺德命令长江水师1分队沿汉江逆流而上，救援襄阳鄂北太平军。