四年六月，偕塔齐布进攻岳州，以大桥为贼所必争，坚扼不动，伺便突出击之，三战皆捷，歼贼千。闰七月，破高桥贼垒九，贼退踞城陵矶，偕塔齐布乘胜进击，连破贼营，贼遂遁走，擢知府，赐花翎。自是湘军名始播，以泽南与塔齐布并称。转战而东，复崇阳，击走咸宁贼，再败之金牛，进驻紫坊。曾国藩会诸将於金口，议攻武昌。泽南绘图献方略，谓由紫坊出武昌有二道，请以塔齐布扼洪山，而自攻花园。贼万馀踞花园，筑坚垒，一枕大江，一濒青林湖，一跨长堤，深沟重栅，峙江东岸，与虾蟆矶对垒。列巨炮向江内外，分阻水陆两路。泽南率队直趋花园，贼凭木城发炮。士卒蛇行而进，三伏三起，已逼贼垒，分兵夺贼舟，舟贼退，营贼亦乱，三垒同下。翌日又破鲇鱼套贼营，其窜洪山者，为塔齐布所扼，贼夜弃城走。武昌、汉阳皆复，距会议仅七日。捷闻，以道员记名，寻授浙江宁绍台道，国藩请仍留军。
贼据兴国，分陷大冶。泽南驰克兴国，塔齐布亦克武昌、大冶，乃规取田家镇。贼以铁锁截水师，而踞半壁山为犄角，夹江而守。泽南进驻马岭坳，距半壁山三里许。贼数千突来犯，而由田镇渡江来援者近万人。泽南兵仅二千，令坚伏，度贼懈，奋击，贼大溃，后路为我军所阻，坠崖死者数千，遂夺半壁山，水师断横江铁锁，燔贼舟，克田家镇，赐号普铿额巴图鲁，加按察使衔。时议水陆军分三路进剿，总督杨霈督江北岸军，泽南偕塔齐布攻其南，曾国藩督水师循江下。霈不能军，贼复北趋，乃偕塔齐布改北渡江，复广济、黄梅。贼退踞孔陇驿、小池口，泽南约诸军会攻。渡江未半，贼来犯，军少卻，泽南伤臂，仍指挥冲突，分兵破街口贼垒，贼酋罗大纲引去。是役也，五千人破贼二万，贼乃尽撤沿江诸营，并守九江。塔齐布围攻之，泽南别剿盔山，遏湖口援贼。会水师入鄱阳湖，为贼所袭，辎重皆失。国藩驰入泽南营，而水师阻湖口不得出。
五年，湖北官军屡败，武昌复陷。泽南从国藩入南昌，赴援饶州，战於陈家山、大松林，大破贼，复弋阳。又援广信，破贼於城西乌石山，复之。连复兴安、德兴、浮梁，进剿义宁。败贼於梁口、鼇岭，复义宁，加布政使衔。泽南见江西军事不得要领，上书国藩，略曰：“九江逼近江宁，兼牵制武昌，故贼以全力争之。犯弋阳，援广信，从信水下彭蠡，抄我师之右；据义宁，守梅岭，从修水下彭蠡，抄我师之左。今两处平定，九江门户渐固，惟湖北通城等处群盗如毛。江西之义宁、武宁，湖南之平江、巴陵，终无安枕之日。欲制九江之命，宜从武昌而下；如解武昌之围，宜从崇、通而入。为今之计，当以湖口水师、九江陆师截贼船之上下，更选劲旅扫崇、通以进武昌，由武昌以规九江。东南全局，庶有转机。”国藩据以上闻，遂命泽南移师湖北会剿，以塔齐布旧将彭三元、普承尧所部宝勇隶之，凡五千人。
九月，至通城。贼号数万，皆乌合，一战而溃。进夺桂口要隘，克崇阳，驻军羊楼峒。悍贼韦俊、石达开合党二万馀自蒲圻来犯，截击走之。胡林翼来劳师，合攻蒲圻，复其城，乘雾进克咸宁。自是武昌以南无贼踪。十一月，师抵紫坊，与林翼议进取次第。泽南屯洪山，林翼屯城南堤上，水师驻金口。贼於城外筑坚垒十三，与城埒。初战，贼二万出十字街，林翼与交绥，数卻数进。泽南与李续宾分两路潜抄贼垒，破十字街营，尽毁城东南诸垒。八步街口为我军通江要路，塘角为贼粮运所出，先后攻破之，焚其船厂，环西北贼垒亦尽。贼又由望山门外葺石垒二，挥军蹋平之；又迭於窑湾、塘角逐贼，歼戮数千，贼遂闭城不出。
石达开自崇阳败后，窜入江西，势复张。曾国藩檄泽南回援，泽南以武汉为南北枢纽，若湘勇骤撤，胡林翼一军不能独立，现在贼粮将尽，功在垂成，舍之非计。其父年八十，贻书军中勖以忠义，林翼以闻，六年二月，诏特予泽南祖父母、父母二品封典，以示旌异。三月，贼开门出扑，泽南亲督战。援贼大队继至，我军自洪山驰下，奋击追逐，直抵城下，飞炮中泽南左额，血流被面。驻马一时许，归洪山，犹危坐营外，指画战状。翌日，卒於军。文宗震悼，诏依巡抚例议恤。赐其父嘉旦头品顶戴，子兆作、兆升皆举人，予骑都尉世职。入祀昭忠祠，本籍、湖北、江西建立专祠，谥忠节。及江南平，穆宗追念前劳，加一云骑尉世职。
泽南所著有小学韵语、西铭讲义、周易附说、人极衍义、姚江学辨、方舆要览诸书。体用兼备，一宗程、朱，学者称罗山先生。尝论兵略，谓大学首章“知止”数语尽之，左传“再衰”、“三竭”之言，其注脚也。弟子从军多成名将，最著者李续宾、李续宜、王珍、刘腾鸿、蒋益澧，皆自有传。其早死兵事名未显者，有锺近衡，少事泽南，以克己自励，日记言动，有过立起自责。泽南语刘蓉曰：“吾门为己之学，锺生其庶几乎！”从平郴、桂土匪，叙从九品。咸丰四年，粤匪由江宁上窜犯岳州，偕弟近濂各将五百人从王珍破贼於靖港，追至蒲圻羊楼峒，战失利，死之。王珍退保岳州，贼又大至，近濂亦战殁。易良幹、谢邦翰，并战死南昌城下。邦翰死后，李续宾代领其众，所称“湘右营”者是也。诸人皆湘乡人，后并附祀泽南专祠。
论曰：湖南募勇出境剿贼，自江忠源始。曾国藩立湘军，则罗泽南实左右之。朴诚勇敢之风，皆二人所提倡也。忠源受知於文宗，已大用而遽殒。泽南定力争上游之策，功未竟而身歼，天下惜之。忠源言兵事一疏，泽南筹援鄂一书，为大局成败所关，并列之以存龟鉴。此大将风规，不第为楚材之弁冕已。