这时清军的形势是：在嘉应地区有来自闽、粤、赣三省的军队，急需统一指挥，协调作战。于是，清廷采纳了前护理江西巡抚沈长级的建议，于八月十三日（10月2日）命左宗棠入粤督师，节制广东、江西、福建三省各军。八月十四日，汪海洋打了一场漂亮的伏击战，首先引高连升、康国器穷追至兴宁（嘉应州城西南）山中，然后伏军8 000突起，击毙高连升部数千人，其大将关镇邦被斩首，康军也被击毙数百。九月初三日（10月22日），汪海洋攻占平和县（属惠州府）。九月二十一日（11月9日），汪海洋、李远继、谭体元一举攻克广东嘉应州（今梅县），这是太平军占领的最后一座州城，并屡败左宗棠所部清军，击毙了前来进攻的叛徒钱桂仁。可是，汪海洋犯了一个致命的错误，他在嘉应城外建土城、望楼，准备在此孤城死守，至此将自己置于被动挨打、坐以待毙的绝境。在太平军占领嘉应州并决定据城死守的情况下，康国器疾至左宗棠大营献策。他分析，嘉应已成困兽，诚以闽师逼其东，粤师逼其西，连营稍前，合成长围，然后作堑困之。另布罗遮师，阻其隳突。得三万兵、三月饷，可聚而歼也。

左宗棠采纳了康国器的合长围之策，调新任浙江提督鲍超率12 000人入闽至武平、上杭，再由广东平远县径趋嘉应西北，是为北路；刘典率军8 000人由赣入闽，由永定、大浦趋松口（嘉应州境）攻其东；左宗棠（时带新兵及总兵杨和贵、营驻福建平和县王官溪）亲率署浙江提督黄少春之军3 000人、福建布政使王德榜之军2 500人出饶平攻其东南；又商同两广总督衙署派广东布政使李福泰一军驻兴宁（嘉应州城西南），总兵方耀驻兴宁县东，扼嘉应西面；以高连升、康国器部攻汪海洋之西；再以粤军记名提督曾敏行、副将郑绍忠扼南路，江西巡抚刘坤一亦令臬司席宝田、总兵刘胜祥两军由平远、镇平前进。这样就形成了对嘉应城的包围圈，左宗棠决心要在这里全歼太平军余部。

十一月二十九日（1866年1月15日），左宗棠移大营于粤东大埔县（属潮州府）。十二月十二日（1866年1月28日），左宗棠指挥各路军队向嘉应州城发动总攻，“血战竟日”，以致“大战处血渍满蹊径，涧水尽赤”。左宗棠也不得不承认“诸将士皆言逆贼是日分布之密，搏斗之苦，实为从征数年来所仅见”。汪海洋在佛子高、黄竹洋等地击败刘典和王德榜之军。但刘、王二人又与高连升、康国器合军复战，以抬枪集中向康王龙旗射击，汪海洋在激战中头部中弹负重伤，次日在嘉应州因伤势恶化而死。汪海洋系安徽全椒人，初隶石达开军，随入广西，后随李秀成入浙江，是太平天国的一员骁将。清廷称他“忍耐善战，令酷而下必死，更进疾退，胜不速追，败不速走，陷名城，覆大军，屡矣”。汪海洋既死，李远继也在战斗中不知所终，由偕王谭体元带领其余部向群峰陡立的黄沙嶂撤退，嘉应州城失陷。

四更时，高连升、黄少春等攻入东门，高连升、王德榜、康国器各军均向黄沙嶂方向追击。二十三日夜，王德榜部在黄沙嶂左路围截招降太平军大部。二十四日（2月9日）黎明，高连升一军在大日追上太平军，招降万余人，何明亮等部太平军亦在北溪白河坝被鲍超军四面包围被迫投降。

同治五年正月二十一日（1866年3月7日），谭体元在黄沙嶂督战，在与鲍超军厮杀中，因力竭坠崖伤重，呻吟路旁，被黄少春部俘获，遂至左宗棠松口行营，被杀害。谭体元，广西象州人，由桂林从征到天京，亦曾随石达开返广西，后返师随李世贤征战，他是长江以南太平军最后一个牺牲的王爵。在这次战役中，太平军余部阵亡万余人，投降5万余人。至此，长江以南太平军余部的斗争遂告结束。左宗棠于正月下旬返回闽浙，总督衙署，被清廷赏戴双眼花翎，其长子左孝威亦被特赏主事。左宗棠志得意满，他在致友人的信中毫不掩饰地自夸。