农历十月二十八日，李文茂不等和何禄约定的十一月中旬的时间，便下令广州城郊的各路义军，随他一起攻占广州城。
二十万义军被李文茂分为三路：李文茂亲领本部六万，从西路进攻，攻打青龙桥至大西门；甘先率领的四万义军居北路，经三元里夺城北炮台，再进攻北二门；陈显良率五万义军居东路，自燕塘攻东关；林光隆领义军四万，在河南隔江声援。
近二十万义军声势浩大的出击，并未让范汝增有过多的欣喜。他身在义军当中，看到大部分的义军仍然是以木棒、锄头、铁叉、菜刀之类的为武器，不由心生忧虑：这样的武器装备，即便人数众多，能攻下防守严密、城高墙厚的广州城吗？
要知道，先前在牛栏岗，是因为清兵人数太少，而且义军又是伏击，清兵陷入重围没有任何防御工事可以凭借，所以才会让义军冲到跟前进行肉搏战。可是现在有了城墙的阻挡，义军纵然人数再多，也飞不进城内，情急之下，又无大型的攻城武器，靠云梯登城作战和巨木冲击城门，无疑被城头的清兵当成靶子，只怕要损失惨重。
范汝增略微一思索，便将跟随身边的数名细作营圣兵派了出去，分头向西江上的圣王、北江上的罗大纲等人传递消息，说明情况有变，义军已经提前发动攻城，请求圣军尽早赶到广州。同时，将打探到的广州城内清军情况一并带回去。
此时的范汝增知道，凭他小小旅帅的身份，是无法劝阻李文茂，但他还是要去做下努力。
他找到李文茂，劝说义军再稍等几天，等广州府周边的何禄、陈开等义军一并抵达广州城后，再一起攻城，更有胜算。因为到时候，太平圣军也差不多可以抵达广州，布置妥当。
果然，李文茂摇摇头拒绝了。他已经通过潜伏在城内的探子查探到，广州城内满清兵力空虚，布置守城的清兵并不多，八旗兵5000多人，绿营兵近万人。在牛栏岗全歼出城的清兵后，广州城内清军便紧守城楼。
是攻打广州城的时候了！李文茂暗想。要是自己等何禄等人的义军到达城下，再一起攻城，便会让手下兄弟认为自己是遵从了他的号令，自己大头领的威望将大为降低，并且，即便攻下广州城，后人也会认为是在何禄的率领下攻占的。
人都是有点私心的。这样一想，李文茂便心急起来，加上牛栏岗的大胜，他觉得自己率领20万义军，怎么样也能占领二万清兵不到的广州城。
李文茂亲领的义军率先占领了青龙桥，但从桥上过西护城河时，大西门城楼上的清兵火炮和鸟枪齐发，义军在青龙桥上被打死上千人，尸体将桥面都堵塞起来。李文茂红着眼睛，咬牙切齿地下令将桥面堆积的尸体扔入河内，继续往前冲杀。
与此同时，甘先的四万义冲过了三元里，开始攻夺城北的越秀山梁上清军炮台。城北是满清按察使沈棣辉亲自督军守城，他率三千绿营清兵守卫在北城两个城楼之间，护卫着中间山梁上的城北炮台。义军顶着山上火炮轰击，朝上冲杀数次，但一靠近炮台和城楼便被躲藏在垛口后面的清军鸟枪手打散，伤亡遍野，短短半日，便有五千余人的死伤。甘先眼见攻城无望，只得收兵退回至三元里驻扎。
陈显良的五万义军从燕塘出兵，想夺取东关，也就是东濠涌上的大东门桥，以便过桥攻打大东门。但东关地势重要，护城的东濠涌，将城外街道与东郊分隔开来，清兵在关口架设好火炮和抬枪，将义军死死堵在关门外。损失数千义军后，陈显良意识到单靠义军的硬冲根本不可能攻下关口，便当即下令停止攻城，就地在东郊扎营。同时派人送信给李文茂，商议对策。
李文茂得知三处攻城均陷入困境，犹不死心。分析各处城门，认为是护城河挡住义军进攻的道路，才攻城困难，而北路城墙并未封闭，而是依着越秀山而建的炮台替代了城墙，或许集中兵力从山梁进攻，也不用抢占炮台，只需冲上山梁，进入城内，便能破城。于是，他下令东西两路义军各调三万义军支援北路，由甘先亲自统领，率兵十万从从越秀山进攻北城。
甘先当即一马当先，率领前锋在三四路长的山梁上全线押上，搭设爬梯攀登悬崖陡坡攻山。按察使沈棣辉又从城中其他地方调集二千清兵协守北城，并用命城中的民夫、团勇烧制沸水、滚油和铁水，从城楼和炮台山崖上洒下，一时间山下义军皮开肉绽，沾上滚油和铁水的义兵们呼哭喊惨叫，闹声不绝，本就都挤在山梁下的义军，被滚油铁水一浇，伤亡巨大。几个时辰不到，便被清军的滚油铁水烫死四千余人，烫伤一万五千余众。
甘先不甘心失败，便身先士卒，率义军继续猛冲，也被一瓢铁水从头浇下，当即毙命，毛骨不存。统兵的甘先一死，义军迅速溃败，纷纷逃回三元里大营。幸好城内清兵都集中在上梁炮台处，无法下山追击，义军才不致被清兵全歼。但也损失惨重，仅城北越秀山一役，便折损义军二万多人。
城北攻城惨败、甘先战死的消息传到青龙桥外义军大营。
“什么？你说什么？！”李文茂听到信使带来的噩耗，当场失声痛哭：“悔不该，不听劝告，害死甘兄弟和众位义军弟兄！是我李文茂的错，都是我的错！”
哭泣良久，李文茂擦干眼泪，将范汝增请到他的大帐。
“范兄弟，悔恨当初不听你劝，眼下，攻城受阻，你看又该如何？”李文茂红着眼睛，努力让自己平静下来，低声问道。
“大头领，汝增还是那个建议。等待！眼下，我义军士气已泄，无力再攻。只需保持围而不攻，再紧急派人去请番禹的何禄、佛山的陈开和其他各路义军前来，合兵一处后再一起围攻广州城。”
“另外，汝增已派人请求我太平圣军加快行军速度，不再攻略沿途市镇，直奔广州城。”范汝增犹豫了下，接着说道。
“原来范兄弟早就料到有今天的局面。”李文茂叹息一声，只怪自己过于心急，不但害死众多的义军，还害死跟随自己多年的兄弟。眼下，只能按照范汝增所说的，等待太平圣军到来，联络城外的各路义军一同攻城。
接着，李文茂听从范汝增建议，下令停止攻城。封锁道路交通，严防清兵细作进出。各路义军在广州城外挖沟，构筑防守工事，防止城内兵勇出城袭击。又派出信使，奔赴各路义军求援。
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