虽然相差十多岁，两人配合起来却天衣无缝。

两人合作的第一个目标就是解天京的北面之围，打破江北大营。

在咸丰八年二月，江浦县城为清军攻占，太平天国在江苏北部的土地尽失，太平军仅在江上一个长满芦苇的小洲上还设有营垒。但这已不能阻挡清军进攻的步伐，天京东北门被包围，南门之外清军也步步进逼。

陈玉成正领兵在外作战，李秀成受命主持天京的防守大计。

李秀成审时度势，认为一力防守非长久之计，应当出京调兵解救。

二月中旬，李秀成由东门出城，一日一夜到达芜湖，见到了驻扎在宣城县的堂弟李世贤，筹谋救天京的计策。两人计议后，认为江南大营势大，一时无力拔除，决定先攻打兵力较少且又防务分散的德兴阿江北大营，沟通天京与浦口之间的联系，以安定京内人心。

三月初，李秀成率领精锐五千，由李世贤部牵制江南大营，自己经含山，救和州，直至乌衣、来安。于四月初向江北大营养发起攻击。因兵力不足，被德兴阿部所阻，只得退归全椒。

进攻江北大营的初战失利，使李秀成深感独力难支，他一面行文各镇守将，于六月中旬到安庆东重镇枞阳开军事全议，一面约陈玉成部联合行动。这时陈玉成从湖北麻城、罗田败归，闻讯欣然前来会议。

会议非常成功，形势也使各将领空前团结起来，大家誓同一心，共救天京。特别难能可贵的，陈玉成此时地位略高于李秀成，也为了配合李秀成的解围行动自动承当另一路的主攻任务。

会后，陈玉成亲率数万大军由潜山过舒城，在七月十五日攻取庐州重镇后，联合捻军龚德树部，连克界牌，直下滁州，与李秀成的军队在滁州会合，前后进攻浦口清江北大营。

对于陈、李的联合行动，清军虽有察觉，奈何其时德兴阿的战线拉的过长，江北大营的一万多名兵勇，分布在二百余里的防区内，呼应不灵，机动不便，难以集合应战。

太平军一路猛攻，先败到乌衣阻击的帮办江北大营军务的总兵鞠殿华部，又在次日击溃到小店增援的清江南大营新任总兵冯子材部，全面突破小店防线。

八月二十日，陈李联军全面出击，陈部担任正面攻击，李部进行侧面进攻，原长江小洲上防守的太平军也被动员起来，担负协同作战任务，牵制与阻击江南清援军。几路太平军同时合击，势如破竹，勇不可挡。至晚，清江北大营在太平军的强大攻势下全线崩溃。此战，江北大营的营垒全被焚毁，清军粮米、器械、军火尽失，清军被消灭万余人，副都统斐音保、乌尔恭额被击毙。德兴阿无奈之下带领残兵败将败逃六合，准备在此固守。

太平军乘胜追击，李秀成率军一路奋战，攻下天长，直下扬州，这是太平军三占扬州。而陈玉成军在克浦口后，先至江浦，然后往攻六合。

六合在金陵之北，以浦口为咽喉，形势险要，是沟通江北的战略要地，因而清军经营多年，防守严密，向被清军誉为“铁铸的六合”。但江北大营的大败，已使清军丧胆，怎抵挡得住陈玉成大军的胜利余威。九月十八日，六合城破，德兴阿的残部退至扬州之北的瓜州，人数只余三千余人。

陈李的第一次合作战斗，以全胜而告终。

对于太平军来说，消灭江北大营意义重大。不仅天京江浦交通恢复，粮草供应可解，京内人心安定。也标志着陈李军事班子逐渐成熟，太平天国开始度过了内讧以来的高度危机。

而对于清军来说，江北大营的失败不下于一个晴天霹雳。正在江西与石达开作战的曾国藩闻讯后哀叹：“南京之贼，接济既通，气势复旺。”连原已对认为“金陵指日成功”的咸丰皇帝接奏后也惊呼“金陵围剿，功败垂成。”花费了无数军、人力的围剿眼看成功，一旦功败垂成，咸丰的心境可想而知。正巧这时，安徽军务帮办大臣胜保、江南大营主帅和春等上书弹劾德兴阿是罪状。咸丰帝一气之下，下令将德兴阿革职问醉，并且撤消了建立近六年的江北大营番号，其残余的江北大营养官兵统归和春节制。