自武汉会战开始，清军就从中原等地招募士兵前往武汉战场，其中以南阳等地为甚，洛阳战役开始之后，清军又从南阳抽调精兵北上，之后义军合围武汉时，清廷又从南阳等地抽调士卒和丁壮南下意图打通前往武汉的通道，这使得南阳等地兵力严重不足。
杨金娥兵团的前锋骑兵师抵达南阳城下时，南阳城仅有3000刚刚抓来的壮丁和百多名府衙里的差役，这些人见到上万铁骑滚滚而来，顿时直接手脚冰凉，甚至都来不及关闭城门就跑了，骑兵师直接从城门冲进城内，一天不到就接管了南阳城。
紧接着，骑兵师以一千人守城，其余人又分兵迅速控制境内村镇州县，袭击关隘，并向驻马店方向进兵，意图彻底截断中原与武汉战场的通道。
因为义军进兵神速，加上当地的驻军几乎全部是刚刚抓来的壮丁，因此义军不仅控制了整个南阳，更毫发无损的缴获了大量清军用于提供给湖北战场上的粮食、军械。
杨金娥赶到南阳后，就以步兵接管了南阳各处城池，恢复当地经济、救济老弱妇孺，招募青年男女以为丁壮，加紧构筑防线，同时让工兵调动资源配置水泥等材料，加固城防。
没过多久，恭亲王亲自集合了士兵及丁壮20余万，想要夺回南阳，但是南阳城为重要城池，自义军统一西南时就被清军不断加固，城高池深，又有清军储存的巨量粮草供应，所以实在是难以夺取，义军若不是趁着南阳城的清军全部被调走了，也没有那么容易夺取它。
更何况，杨金娥部队虽然弹药损耗达七成，但火力依旧恐怖，火炮居高临下可以覆盖近两公里的面积，这导致清军想要进攻南阳实在是困难重重。
恭亲王对此恼怒不已，就在这时，汉臣曾国藩、李鸿章对其建议道：“南阳、驻马店为我中原通往武汉三镇之要道，如今贼人夺取了南阳，必定会去夺取驻马店，彻底截断武汉三镇与中原之联系，所以王爷不如留下一部看住南阳之贼军，大军移驻扎驻马店，到时自驻马店往南夺取黄安，打通与武汉之联系。”
恭亲王于是听从两人建议，留下曾国藩和李鸿章掌管大营，继续围攻南阳，自己亲自率领大军前往驻马店，同时命令各地军队集结于驻马店，准备从外部打通武汉地区的包围圈。
义军骑兵师攻城受挫，又见恭亲王率领大军赶到，于是只能放弃夺取驻马店，率军回撤。
杨金娥于是一面固守南阳，一面将骑兵师化整为零，全面骚扰清军主力，截击其粮道，使其无力支援武汉战场。
此时，义军合围武汉已经十多天了，位于江北的义军不仅攻破孝感，将数十万清军压缩于武汉外五十里内的包围圈之中，更是在随州、广安等地大破清军援兵。
此时，义军不仅集中了五十万左右的野战部队和守备师，更是集中了近百万的民兵和丁壮，将武汉三镇围得水泄不通。
1960年6月10日，李希音亲自前往武昌外围，通过广播向数十万野战军和百万民兵与丁壮发表决战演讲。
当日下午六点，义军发动对武汉三镇外围的肃清作战，义军集中20个师，对着清军城外的营寨和堡垒进行集中进攻，瞬间武汉城外炮火照亮了整个天地，冲天的火光让战场亮如白昼。
仅仅一天，义军就扫清清军位于武汉城外的营寨与堡垒，歼灭清军及乡勇武装十六万人，将三十余万清军主力包围于武汉三镇之中。
之后，义军开始对武汉城的火力点进行逐步清除，步兵推进至武汉三镇城外一公里处。
之后，李希音亲自写信，让清军守将投降，被清军主将曽格林沁直接拒绝了，于是义军就在白日与清军对峙，清除其火力点，晚上时则派人跑到城外劝降，瓦解清军抵抗意志。
同时，针对武汉三镇里，武昌位于江南，汉阳汉口位于江北的缘故，李希音便决定将其分化，先以压倒性之优势攻克武昌，然后再取汉阳、汉口。
6月12日，义军水师开始封锁长江，截断武昌与汉阳、汉口之联系，同时江北各军也开始对汉阳、汉口进行佯攻，使其无力支援武昌。
同时，李希音亲自前往武昌外围指挥，将近卫军炮师主力带来，与第2军、第6军、第7军和第10军组成攻城兵团，准备攻城。
同时，数十万民兵和丁壮从南昌、长沙等地源源不断的将弹药运往前线。
6月15日，李希音集中上百门炮兵，对武昌城实行全天候的火力打击与侦察，同时掩护各军迫击炮小组前进构筑阵地。
在这个过程中，李希音让杨金娥全权节制江北各军，与清军援兵展开会战，将数十万清军死死缠住，不能朝武汉前进半步。
到6月20日，李希音对武昌进行了持续五天的低强度火力打击，将武昌城上的炮台摧毁了九成，李希音于是下令停火，各军往前推进阵地，开始列阵。
四个军20万精兵，直接聚集于武昌城下，做最后的准备，为了减少伤亡，李希音派遣使者跑到城下，最后以此劝说曽格林沁主动投降，结果还是被其拒绝了。
李希音也不再废话，全力进行准备，此战，义军集中了80毫米以上口径的火炮1200门、300毫米的巨炮12门以及小口径的迫击炮2000余门，几乎是义军十年工业化的大半家底了。
20日晚上八点，随着军政中鼓声响起，义军发动总攻，3000多门火炮同时对清军发起总攻，仅仅一刻钟，外城城墙平均高度被削掉2米，火炮持续一个小时后，外城城墙彻底被摧毁，清军布置的几乎所有防御设施化为了灰烬，城内化为一片废墟。
9点，义军炮火停止，仅仅一个小时，就消耗掉义军境内所有兵工厂2个月生产的炮弹，其耗费的银两让李希音心脏疼的直抽抽。
好在结果是喜人的，恐怖的炮火直接摧毁了清军的抵抗能力，数万名清军在一个小时的炮击中化为灰烬，义军步兵发动全面的进攻，城墙残垣各处直接突击进入城内，仅仅10个小时，义军就夺取了这座清廷经营了三年的堡垒。
战役中，清军之主将曽格林沁被炸伤一个胳膊，成为了俘虏，近20万清军中被消灭了八万多，俘虏10万左右，有一部分清军乘船渡江而逃。