在吴应熊的指导下，他手下年轻的炮兵也很快就学会了怎么装炮弹，开炮，使用加农炮。吴应熊还教他手下年轻的炮兵射击法，比如简易法，告诉他们火炮在射击开始前要做好侦察、测地、弹道等准备，还讲解了一下跳弹射击的要领。
训练时，吴应熊严格要求，将“平时多流汗，战场少流血”作为训练口号，二虎等人也都是农村出来的子弟，很能吃苦。
在加强湘军洋枪洋炮训练的同时，吴应熊还派人和湘军杨载福所统水师取得了联系，要了一艘大船带人沿长江考察太平军的布防。
日落时分，吴应熊乘坐湘军水师一座大船沿长江而下，脚下是滔滔的长江水，滚滚流向前方，他往西看去，夕阳照耀下的蛇山和龟山层峦叠翠，低空中漂浮着金色的云彩，一切没有什么异样。他往南看，则是炊烟袅袅的山村。船再往前走了一会，便看见了高墙矗立的武昌城了。坚固的石墙围住了巨大的城区，武昌老城区里原本建满了房屋，但惨遭战火的洗礼。武昌城一半的房屋被烧毁。
当天晚上，吴应熊去找胡林翼，将武昌太平军的部署地图交给了他，并详细说了自己的攻城计划。
胡林翼听了吴应熊的战略布局和分析，说：“贤侄真是个军事天才！我马上写信给湖广总督官文，请他协调各处战事。”
吴应熊点点头，说：“胡大人，这次作战部署，请不要说是我的想法。清廷现在对家父多有顾忌，小侄现在还不想出头。罗泽南的湘军，也请胡大人说是交给我六叔、九叔他们接管。”
胡林翼想了想，清廷确实对曾国藩有所顾忌。坐镇南昌的曾国藩虽有钦差大臣关防，却只能管军，不能管民，湘军实际上仍然是江西省的一支“客军”，后勤和地方配合、保障都障碍重重，曾国藩屡屡向朝廷请求兼任督抚，“以一事权”，然而清廷怕曾国藩势力尾大不掉，对曾国藩的建议或不置可否，或以“祖宗成法”搪塞。要是清廷知道曾家又出了一个军事俊才吴应熊，可能对湘军也不利，于是答应了吴应熊的提议。
按照吴应熊的建议，杨载福所统的湘军水师，在一个风高月黑的夜晚，首先向太平军在长江附近的水师发起了猛攻！
湘军的水师船比较大，购买了先进的洋炮，而太平天国的战船太小，在湘军的巨舰前就像玩具。
湘军战船中，最大的长十五丈，宽两丈，高三丈，船只分三层，船面上可以让士兵骑马来回巡视。从船的前面看不到船尾，士兵们站在自己的战船上可以炮击敌军。
而太平天国的战船以之前缴获的湘军水师船只为主力，还有若干渔船在内，近距离观察，才发现湘军水师是多么可怕的舰队。
杨载福所统的湘军水师利用坚船利炮，集中二十艘巨舰发动集群攻击，沿江而下杀敌，当时湘军水师的巨舰还是顺风，太平天国急忙将舰队后撤，杨载福军顺势发动攻击，集中大量火炮，向进入射程的敌军猛烈轰击！
太平天国在长江和汉阳附近的舰队几乎全军覆没，四十余条战船被焚毁，湘军水师还烧毁太平军粮食军火船百余艘。
接着，杨载福又统湘军水师顺江而下，攻击驻黄州、樊口、黄石港等地太平军水师，太平军水师船只被毁甚多，辎重粮食及援军均无法西运。
吴应熊自己则带炮兵和洋枪队猛攻武昌的韦俊守军，在曾国荃、曾国华的协助指挥下，湘军迅速占据了城东南的钵盂山、洪山、小龟山、紫荆山，包围了文昌、望山、保安、中和、宾阳、忠孝、武胜等城门，完成对武昌城的包围。
文昌门外地面髙旷，且有红石矶控扼江流，形成天然的通津口岸，吴应熊指挥湘军水陆夹攻，用洋炮轰开了文昌门，杀入武昌城中。这一次，躲在突城里的太平军没有占到任何便宜，吴应熊指挥炮兵轰掉了大部分突城，剩下的一些太平军也被湘军点射，一时间武昌城内血流成河，罗泽南手下的湘军奋勇杀敌，为他报仇，附近的太平军纷纷败走撤离。
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