10月17日夜，太平军石达开、罗大纲所部太平军，乘夜渡过湘江，控制湘江两岸渡口。
之后，太平军乘湘江水浅，横跨湘江搭设浮桥，与东岸太平军主力连成一片。
太平军西进，控制了西岸大片稻米产区，解决了太平军的粮食问题。除此之外，石达开、罗大纲还分兵进抵岳麓山、金牛岭等处，抢占西岸战略支点。
清军方面，湖南巡抚张亮基与提督向荣互相推诿塞责，不敢分兵到西岸抗击太平军。
10月20日，张亮基手下的苗兵，由常存率领着，终于渡过湘江，负责西岸北侧防务。同一日，向荣派马龙率兵渡江，负责西岸南侧防务。
不久，清军看出西岸地势重要，钦差大臣赛尚阿亲自来到西岸，督促清军收复西岸。向荣亦亲率大军，来到西岸寻找太平军决战。
太平军西岸兵力较少，部署较为分散。石达开灵活指挥太平军，将太平军分散驻扎在各村庄，遇有战斗再集中攻守。
在石达开的率领下，西岸太平军乘隙转战，来回运动，使清军一时之间找不到太平军的主力。
同时，石达开飞书杨秀清，向他讨要援军。这时，太平军第二次穴地攻城失利，东岸战场趋于宁静。
29日，杨秀清派吴捷、李开芳所部三千人渡江，支援石达开、罗大纲。
石达开得到三千援军，顿时有了底气。他抽调兵力，沿湘江西岸筑垒固守，并集中精兵，进占牛头洲。
牛头洲北侧是水陆洲，二洲相连，人马可以涉水横渡。此二洲即为后世所说的橘子洲。
水陆洲是湘江中心一座大洲，得之可控扼湘江东西两岸。清军已经派兵在此驻守。
之前，清军为防止太平军沿江北上，已将水陆洲西侧的水道堵塞。如今，太平军正好利用这条陆道，率领大军借道水陆洲，进驻牛头洲。
水陆洲东侧水道狭窄，坐船可以很快到达长沙城西。是故得占水陆洲，可以方便地沟通东西两岸。
石达开留罗大纲在西岸主持防务，率吴捷、李开芳所部三千人进抵牛头洲，试图和清军争夺水陆洲。
这三千太平军行动招摇，不思遮掩，故意吸引清军注意力。
清军向荣早就盼着寻找太平军决战，看到牛头洲有三千太平军，当即亲率三千士卒支援水陆洲清军。
水陆洲、牛头洲相连，控扼湘江东西交通线，是双方必争之地。石达开率军占据牛头洲，希望在此设伏，引诱清军决战。