位於界河（今豐樂河）南岸，東瀕巢湖，是廬州西南的重要屏障。該鎮原無城垣，太平軍占領後，新築了城墻，外添磚壘9座，憑河設險，廣屯米糧軍火，接濟廬 州、天京，因而在軍事上、經濟上都居重要地位。當時太平軍的守將是吳定規。
10月24日，陳玉成在江蘇六合接到湘軍大舉東犯安徽的報告，毅然決定回兵救援， 並向洪秀全報告，要求調派李秀成部同往。
11月3日，李續賓率精兵6000進抵三河鎮外圍。11月7日，分兵三路向鎮外9壘發起 進攻，義中等六營進攻河南大街及老鼠夾壹帶之壘；左仁等三營進攻迎水庵、水晶庵壹 帶之壘；副右等二營進攻儲家越之壘。李續賓則親率湘中等二營為各路後應。太平軍依 托磚壘頑強抵抗，大量殺傷湘軍。湘軍攻壘愈急，太平軍傷亡很大，便放棄鎮外9壘， 退入鎮內，堅守待援。 在湘軍大舉進攻三河鎮外圍的當天，陳玉成率大隊趕到，駐紮在三河鎮南金牛鎮壹 帶。11月14日，李秀成也率部趕到，駐於白石山。至此，集結在三河鎮周圍的太平軍眾 達10余萬人，和李續賓部湘軍相比占絕對優勢。
面對太平軍援軍的強大氣勢，李續賓的壹些部將十分膽怯，建議退守桐城。李續賓認為軍事有進無退，只有死戰，並於11月15日深夜派兵7營分左、右、 中三路偷襲金牛鎮。16日黎明，當行至距三河鎮7．5公裏的樊家渡王家祠堂時，與陳玉成軍遭遇。陳玉成抓住湘軍冒險出擊的有利時機，以少部兵力正面迎敵，吸引敵人，另 以主力從湘軍左側抄其後路。正面迎敵之太平軍且戰且走，將敵人誘至設伏地域。當時， 大霧迷漫，咫尺莫辨，鼓角相聞，敵我難分。陳玉成主力迅速擊潰了左路湘軍，並乘勝 隔斷中、右路之後路。湘軍發現歸路被斷，倉皇後撤，在煙筒崗壹帶被太平軍團團包圍。
李續賓得知大隊被圍，急忙親率4營前往救應，反復沖鋒數十次，也未能突入重圍。駐紮於白石山的李秀成部，聞金牛鎮炮聲不絕，立即趕往參戰；駐守三河鎮的吳定規也率 部出鎮合擊湘軍。李續賓見勢不妙，逃回大營，並傳令各部堅守待援。其實這時守壘的 湘軍有的已經逃散，有的被太平軍阻截在外，因而有7個營壘被太平軍迅速攻破。接著， 李續賓的大營也被太平軍包圍。他督軍往來沖突，終不得脫，當夜壯烈殉國（壹說 自殺）。之後，太平軍繼續圍攻殘余湘軍，至18日，全部肅清。這壹仗，太平軍 壹舉殲滅湘軍精銳近6000人，是太平天國之亂後期壹次出色的殲滅戰。
三河戰役後，太平軍乘勝南進，連克舒城、桐城，圍困安慶的湘軍也聞訊後撤。 湘軍三河鎮之敗，主要是孤軍深入，犯險冒進。李續賓僅率數千人自湖北東犯，入 皖之後，連陷四城，處處分兵駐守，結果“兵以屢分而單，氣以屢勝而泄”（《剿平粵 匪方略》卷二百壹十，第26頁）。進至三河鎮後，僅剩6000人，當太平軍大隊趕到時， 已無阻援之兵可派。加之李續賓剛愎自用，拒不接受部將關於退守桐城的建議，終於全 軍覆滅。對於湘軍這次慘敗，鹹豐帝聞之“不覺隕涕”。曾國藩更是“哀慟慎膺，減食 數日”。胡林翼則哀嘆說：“三河敗後，軍氣已寒，非歲月之間所能復振。”又說： “三河潰敗之後，元氣盡傷，四年糾合之精銳，覆於壹旦，而且敢戰之才，明達足智之 士，亦雕喪殆盡。”（《胡文忠公全集》下冊，第694頁）可見此戰對清廷和湘軍的打 擊是極為沈重的。