任职两湖
咸丰三年（1852年）农历二月，骆秉章受命为湖北巡抚。农历四月二十三日，他又被重新受命为湖南巡抚，而且一任就十年。当时湖南在籍侍郎曾国藩奉命组织团练，开始创立湘军，骆秉章对此十分赞成。又招致湘阴举人左宗棠帮助他管理幕府，广泛收罗英俊之士，帮助编练团练来防卫太平军的进攻，湘军逐渐有了威名。咸丰四年（1854年）骆秉章指挥大军，命罗泽南进攻岳州和湖北崇阳、通城。
咸丰五年（1855年），太平军再克武昌，湖北巡抚胡林翼向骆秉章求救。骆秉章马上命鲍超率领水师先行，彭玉麟率领团练继进。在广东的太平军到达湖南时，骆秉章连续攻克桂阳、永兴、茶陵、郴州、宜章等地，他在郴州、宜章等击毙太平军青年将军何禄。
咸丰六年（1856年），刘长佑等连克萍乡、万载等地，接着进攻袁州。江忠济在通城战死，王珍接替了他，连克通城、崇阳、蒲圻、通山诸县。到了同年冬天，刘长佑攻克了袁州、分宜、新喻。清军商议分三路进军江西，北路出瑞州，中路出袁州，南路出吉安。刘长佑袁州的一路兵马已经超过了九千，很难再筹集军饷。到了这时才令周凤山、曾国荃各招募二千义勇，联合进攻江西吉安。清廷下诏褒奖骆秉章不分地域，越境剿灭贼寇，朝廷赏赐骆秉章花翎。
咸丰七年（1857年），武汉被清军收复，长江下游已无太平军，于是湘军四面出击。湖南自从开战以来漕运停滞，米价下跌，民生凋敝，地租和地主的租金却和以前一样，百姓早已拿不出赋税了。骆秉章减免了当地的徵折，人们减少了陪给地主的钱而增加了税赋收入。王珍在江西恶战，多次破敌，最终战死沙场，骆秉章以张运兰及王珍的弟弟分别统领王珍的旧部。
咸丰八年（1858年），京察的时候骆秉章被议论功勋加以头品顶戴。石达开败退到浙江，江西大致安定。骆秉章因为合兵不易，所以提议应乘胜进取。上书请求起用曾国藩督师救援浙江，派遣萧启江、张运兰两军随征，其余的军队全部撤下。到咸丰十年（1860年），骆秉章守卫并在湖南与太平军力战。除此之外他还援救湖北、贵州、江西等省份。
督军入川
咸丰十年（1860年）农历六月，67岁的骆秉章奉调入川督办军务。之前，云南太平军李永和与蓝朝鼎兄弟已由云南入川，袭取了数十里物资富饶的自贡盐场，队伍发展至十余万，而且大军指向川西和成都。川军督师忙于互相推诿和攻讦，调驻藏大臣崇实入川，也无济于事。当时李、蓝太平军距成都仅七十里，成都危在旦夕，此乃清廷十万火急调骆秉章入川之因由。
此时，李、蓝太平军进围绵州，骆秉章帅湘军萧启江部一万二千余人入川。骆秉章摸清形势后，针对敌方“分兵略地”的战略，决定实行集中兵力分别击破的方针，并施展反间，分化瓦解。当两军对阵之时，蓝朝鼎部下参与机要的文书黄鼎叛变，骆秉章遂掌握太平军布防的一切军事机密。
咸丰十年（1860年）农历九月五日，清军对太平军合围猛攻，太平军退守丹棱，但清军步步逼进，太平军虽一部突围，但蓝朝鼎壮烈战死。之后，骆秉章集中兵力再围铁山根据地，川军、湘军封锁四方，最后引环龙河水淹灌。
同治元年农历闰八月二十五日（1862年10月18日）骆秉章对太平军发动总攻，李永和突围中战死，至此，经年余苦战，李、蓝主力已经被歼灭。这一年京察，骆秉章因军功被赏加太子少保衔。
灭石达开
同治二年（1863年）春，石达开兵分三路，从云贵边界攻入四川，农历三月二十七日（公历5月14日），三四万太平军经冕宁小路进抵紫打地，准备横跨大渡河，直取成都。但是由骆秉章策划，由川军、湘军和土司的“夷兵”组成的大网正撒在大渡河两岸。农历四月四日（公历5月27日），石达开太平军乘筏渡河，骆秉章率大军等待石达开大军渡河一半的时候，用枪炮连环袭击太平军，石达开部无一生还。
农历四月十二日（公历5月29日），清军劫取马鞍山，太平军粮道尽失，陷入死地。最后激战至农历六月十三到二十七日，骆秉章命人竖起投诚免死的大旗，石达开写信给骆秉章，表示以个人生死来换取部下生命安全。骆秉章乘机派杨应刚赴紫打地石达开大营游说，力劝石达开解甲归田。石达开见大势已去，被迫与骆秉章订盟。不料骆秉璋却变卦了，将石达开抓住。其部下缴械投诚后，骆秉章发路票遣散四千余人，尚有二千人安置在大树堡寺庙，骆秉章在一晚上将他们全部剿灭。
