因為金華、寧波和紹興兩大戰區的失陷，太平天國在浙江的根據地就隻剩下了杭州和湖州兩個戰區。杭州戰區西南以富陽為前沿，北端則是以餘杭為依托。太平軍自金華、龍遊、嚴郡、溫、台等地陸續退守，兵屯富陽。杭州守將汪海洋親臨富陽，組織堅守。李秀成為力保杭州，還特意從江蘇調派陳炳文部馳援富陽，並命陳炳文統帥杭州戰區諸軍。
平定浙南後，楚軍將士躍躍欲試，要乘勢攻取杭州。這時，蔣益澧部進軍臨浦義橋，在杭州南麵一百多裏。得到左宗棠推薦的劉典已出任浙江按察使，他率部從諸暨追趕太平軍，抵達富陽，距杭州八十裏。
太平軍的杭州駐軍大為震驚，決定集結主力在富陽阻擊楚軍。左宗棠認為，安徽南部的太平軍勢力仍然很大，很有可能再次進攻江西。於是，他命令部隊作戰以殲滅太平軍有生力量為目標，而不要忘了大局貪圖攻克省城的眼前之功。
由於連年戰亂，當地的官吏逃散，重建浙江政府就成了一個不輕的任務。浙江省的幾乎每個縣都曾落入太平軍的手中，由於所受破壞太大，整個恢複過程就必須從基層做起。
左宗棠奏調他所熟悉的二十多人，其中有顧菊生、周開錫、吳大廷、夏獻綸等，又舉薦浙江士人丁丙、陳其元、吳觀禮等人，分別任職。而楚軍剛剛攻克的州縣，一片凋殘。於是左宗棠嚴令富民捐賑，廣購糧食發給饑民。令軍士就地耕墾，廣招鄰省農民，發給耕牛和種子。
此前，法國將領德克碑請求增募一千人\"助剿\"，左宗棠不予批準。德克碑向紹興士民索取犒賞，還堅持要用募捐的方法來彌補政府拖欠的軍餉和獎賞，多次與官府發生齟齬。
左宗棠向法國公使指控，要求公使另派將領取代德克碑。德克碑來參見左宗棠，表示悔罪。德克碑在第二次參見他時，穿上了中國的官服，左宗棠非常高興，並對他進行勸誡。德克碑心服口服，願受左宗棠節製。於是，左宗棠與他嚴訂條約，令他留駐已被收複的蕭山。
左宗棠其實是反對雇傭外國人的，尤其反對把中國士兵編製到由外國軍官指揮的部隊。左宗棠和當時中國的其他官員一樣，認為這些外國人來中國參戰的唯一動力就是對金錢的渴求。他還多次上書總理各國事務衙門，籌議撤遣外國雇傭軍\"常捷軍\"等部隊。
雖然左宗棠發自內心地的對外國人做事的效率和先進的技術表示欽佩，但他也表示，等到將來經費充足的時候，中國應當自己仿製輪船，這才是保衛海疆的長久之計。
一切準備就緒後，楚軍將領楊政謨、羅啟勇先率水師從桐廬駛往富陽。他們見太平軍幾百艘戰船排列城下，由炮船護衛，於是決定楚軍前隊繞南岸截流攻擊太平軍中路，分派後隊迎戰太平軍戰船。霎時間，火炮齊鳴，火箭齊射。
從前被太平軍俘虜的水師戰船，這時全部投降楚軍，羅啟勇受降，令他們掉轉炮口轟擊。太平軍陣腳大亂，戰船幾乎被楚軍燒光。楚軍登岸，掃平太平軍的兩座堅固堡壘，在富陽南岸紮營。當天，蔣益澧部會同魏喻義部渡江，駐紮新橋。王文瑞部也擊敗了進攻祁門的太平軍。
杭州太平軍不甘坐等失敗，幾萬人增援富陽，逼近新橋紮營。蔣益澧督率親軍埋伏在田壟，派高連升、熊建益部兵分左右進行阻擊。熊建益部陷入左路太平軍的陣中，吃了敗仗。攻打中路的湘軍則遇到埋伏，驚駭奔逃。高連升部從右路窮追太平軍，派精兵抄襲其後，王宗元中槍陣亡。蔣益澧親自衝上前去搏戰，高連升得以與大軍會合，揮軍殺來，再次將太平軍擊敗。
1863年5月，清廷補授左宗棠為閩浙總督，任命曾國荃為浙江巡撫。又因為曾國荃在攻打天京，不能到任，左宗棠兼代理浙江巡撫。原總督耆齡調任福州將軍。這一調整，大大地擴展了左宗棠的權力範圍，也給了他大展拳腳的機會。