洪秀全、楊秀清得知北伐軍抵達天津附近後，才着手組織援軍。四年正月初七，夏官又副丞相曾立昌等率領援軍由安慶出發，經河南永城、夏邑渡黃河，由江蘇豐縣入山東北上，於三月十五攻克臨清，北距阜城僅200餘里。但臨清城內糧械被敵軍焚燬殆盡，城外又有勝保部清軍趕到圍困，曾立昌等遂遷就部分新成員的畏敵懼戰情緒，竟置北援任務於不顧，二十六日棄城南走，途中屢戰不利，一退再退，以致潰不成軍，被清軍和地主武裝截殺甚衆，曾立昌等犧牲。援軍的潰散，使北伐軍的前途更加險惡。
林鳳祥、李開芳被困於阜城，不知援軍已到臨清。四月初九，北伐軍自阜城突圍，進據東光縣之連鎮。當天，清軍又趕到圍困。林、李爲分敵兵勢，由李開芳率600餘騎突圍南下，襲佔山東高唐。勝保所部當即趕到，又將高唐圍住。從此，林、李分駐兩地，頑強抗擊清軍。五年正月十九，清軍攻陷連鎮，北伐軍將士大多陣亡，林鳳祥被俘後解送北京，英勇就義。僧格林沁立即移兵猛攻高唐。二十九日，李開芳棄城南走茌平縣之馮官屯。僧格林沁又率數萬清軍趕到，圍攻兩月未克，最後只得在四周築起堤壩，從百里外引水浸灌，馮官屯頓成澤國。四月十六，李開芳等被俘，在北京遭殺害。至此，北伐軍全軍覆沒。
北伐軍失敗的主要原因，是太平天國的領導者於攻佔金陵(今南京)後，對革命形勢缺乏清醒的認識，貿然派出 2萬餘精銳，深入華北，謀取北京，結果陷入清軍重圍;加之後援部隊派出過遲，且於中途潰散，北伐軍遂失去了突圍南返的希望。這是太平軍自起義以來所遭到的一次最大損失。
