1858年8月，前军主将陈玉成率太平军再占江淮重镇庐州(今合肥)，留吴定规驻守，自率大军往攻江北大营(参见二破江北大营)。清廷闻庐州失守，急命江宁将军都兴阿、浙江布政使李续宾自湖北往援。9月，都兴阿、李续宾率湘军万余人自湖北入安徽，于22日攻占太湖后兵分二路：都兴阿率部进围安庆，李续宾率部图复庐州。此后，李续宾进兵迅猛，连陷潜山、桐城、舒城，于11月3日率军5000余人进逼三河镇。
三河镇地处水陆要冲，为庐州南面屏障。太平军于此构筑城墙，外添砖垒，凭河设险，广屯米粮，接济庐州、天京(今南京)。李续宾抵三河后，审视形势，以为攻城必先破垒，遂派兵6营攻河南大街及老鼠夹一带之垒，3营攻镇东北迎水庵、水晶庵一带之垒，2营攻镇西南储家越一带之垒，自率2营为各路策应。7日黎明，湘军分路发起进攻。吴定规率守军依托9垒顽强抗击，毙其干余。后为保存实力，弃垒入城，继续抵抗。湘军大举进犯三河，吴定规因兵单而频频向陈玉成告急。
陈玉成在与后军主将李秀成部一道攻破江北大营后，即率部兼程往援，并奏调李秀成部同往。湘军攻破三河城外营垒的当日，陈玉成赶至三河镇西南15公里的金牛镇，14日李秀成亦赶至三河镇东南12.5公里的白石山，两军连营数十里，号称10万，截断湘军退路。李续宾部将劝其退兵桐城，俟援军到达后再攻三河。但李屡胜气骄，虽知取胜不易，却不肯后撤。15日深夜，派兵7营，分左、中、右三路，夜袭金牛镇，企图侥幸取胜。陈玉成抓住湘军冒险出击的有利战机，以少数兵力正面迎战，主力则从左翼抄湘军后路。次日凌晨，大雾迷漫，咫尺难辨，陈玉成部迅速击溃左路湘军，并乘势切断了中、右两路的归路，将其围困在烟墩岗一带。
这时，李秀成部赶来参战，吴定规亦自三河出击。李续宾闻大队被围，急率兵4营往救，连续冲击数十次，均为太平军所阻，只得撤回。太平军很快将其大营团团包围，攻破7座营垒。李续宾突围不成，当夜被太平军击毙(一说自尽)。17、18日，太平军将其余营垒逐一攻破，全歼李续宾部。三河大捷后，陈玉成、李秀成乘胜收复舒城、桐城、潜山、太湖。围攻安庆的都兴阿恐其后路被抄，急忙撤至鄂皖边境。
