咸丰五年（公元1955年），以张乐行为首的捻军在徐州、宿州、归德、颍州、亳州等地接连重创清军，清政府急派安徽巡抚福济和副将塔思哈率兵2万赶赴宿州剿捻。张乐行闻讯，亲率马步兵8000余人，悄悄迂回到西二铺，将清军包围。
战斗顷刻打响，捻军出奇制胜，清军溃不成军。福济企图向宿州突围，但退路已被捻军封锁，不得已，遂带领残兵败将退往濉溪口。捻军乘胜追击，将清军困于城内。一日，张乐行与任乾、夏白等正在军营里计议攻城，一名士兵带着两个农民来到营帐。张乐行一见，立即认出二人是烈山捻军首领。当年张乐行率军攻打宿州时，曾得到他们的援助。这次福济率残部向濉溪口败逃时，他们又埋伏在歇马厅、青龙山一带给清军以突然袭击，杀数百人，并缴获了4尊大炮。伏击胜利后，二人率5000余人，携带缴获的战利品前来助战。张乐行大喜，遂共商攻城大计。
濉溪口四围设有一丈二尺宽的水壕，易守难攻。福济逃入城后，亲自率兵把守东门、南门，令州判率本城兵马守西门、北门，城里百姓也被驱赶去守西门、北门。十一月五日，捻军攻城，清军凭借水壕，坚闭寨门，固守不战，致使捻军连攻两天而不下。攻城受挫后，张乐行与其他将领分析敌情，研究新的作战方案。踞守东门、南门的清军兵力雄厚，不易攻打；守西门、北门的是地方武装，兵力比较薄弱，且又有许多被迫守城的百姓，“身在曹营心在汉”；连日来天气转暖，水不结冰，给破城提供了天时地利。张乐行决定采取声东击西的战术，派一部分兵力佯攻东门、南门，牵制敌主力，捻军主力则暗渡北门城壕，偷袭北城。
七日夜，捻军开始第二次攻城。一更时分，战斗打响。夏白率军在东、南门外故意虚张声势，擂鼓助威，各种火炮和喷筒火箭一齐射向城头，造成敌方错觉。福济误为捻军主攻东、南门，当即调兵遣将，加强防守。此时，任乾率军偷渡水壕，爬上了北门，迅速杀死守门士兵，打开了北门，砍断吊桥绳索。早埋伏在水壕外的张乐行见任乾等得手，迅速率领捻军冲上吊桥，闯入北门，与州判手下的团练武装展开了血战。百姓见捻军入城，纷纷倒戈反击清兵，顿时北门大乱，清兵纷纷向东、南两门败退，捻军遂占领北门。
捻军夺取北门后，被迫防守西门的百姓，立即暗中组织起来，齐力杀死守门士兵，打开了西门，迎捻军入城。张乐行见两门己破，即会合两路捻军向东门冲击。张乐行一马当先，正巧追上了向东门逃跑的州判，手起刀落，将州判斩于马下。捻军又乘胜夺取了东门。福济在南门一面负隅顽抗，一面与副将塔思哈暗作逃跑准备。任乾在守城群众的引导下乘马直冲南门，守门清兵眼见大势已去，不战自退。任乾连杀清官兵数人，砍下了吊桥绳索。夏白率军也攻入城内。福济见城已破，随与塔思哈乘混乱之机，换上早已准备好的老百姓服装，杂入乱马军中由南门逃跑。不到四更天，捻军全歼守敌，胜利占领濉溪口。
濉溪口一仗，福济几乎全军覆没，但他并不甘心失败，乘张乐行战后撤出濉溪口之机，忙派清将武凌云、多隆武携万余军队进驻濉溪口。清军到后，不断骚扰群众，袭击小队捻军，不到两个月的时间，烈山、宋疃、铁佛等地的部分捻军就与清军打了十几次遭遇战，遭到重大损失，清军气焰嚣张至极。正活动在归、亳一带的捻军首领张乐行得知这一情况后，亲率4万兵马急奔濉溪口，将清军团团围住。
咸丰六年（公元1856年）七月十五日，在张乐行的指挥下，捻军分成四路，向四座城门猛攻。清军凭借水壕、门楼屏障，以守待攻，并连续用火枪、火炮向捻军射击。捻军伤亡甚重，被迫退回。
张乐行见硬攻不下，遂召集众将计议打造云梯，以梯当桥，越过水壕，向敌守备薄弱地段发起进攻。七月二十二日夜二更时分，捻军又一次发起攻势。城内清将武凌云、多隆武以为捻军又来攻打城门，遂下令严密防守四门。
在一片喊杀声中，捻军故意以少数兵力在四门攻打，迷惑敌人，其余则潜伏在四门之间的空间地带，准备越壕。待敌主力集中在四门时，张乐行一声令下，担任架桥任务的捻军扛着云梯，迅速跳到水壕，肩扛木梯架起了浮桥。担任攻击任务的捻军立刻踩着人梯飞越水壕。守城清军做梦也没想到捻军会涉水越壕而过，待主将武凌云发现后，捻军早以冲进城内。顿时，城内大乱，捻军迅速占领了街道制高点，清军被迫退守街头巷尾负隅顽抗。攻打城门的捻军乘势打开了城门，向城内清兵杀去。捻军势如破竹，清军再也抵挡不住，被杀得尸横遍街，余下者争相奔命。武凌云、多隆武领残兵向城外逃去。四更时分，濉溪口再次被捻军攻克。
咸丰八年（公元1858年）正月，张乐行带领的捻军第三次围攻濉城。当时，守城的副都统伊兴额率500骑兵与捻军交战，自觉力量不支，战不多久，即下令清军退出濉溪口。捻军不费吹灰之力夺回濉溪城。
张乐行三攻濉溪口，极大地鼓舞捻军士气，威慑清军气焰。附近驻守的清军及地方团练，闻捻色变，再也不敢轻举妄动了。