如战前周士相所设想的最坏情况，清军在攻城不克后改以围城。为了达到彻底围死太平军的目的，尚可喜回到广州后即又从广州及各府县征调数千清军至新会，统一交由世子尚之信和都统班志富指挥，并强征上万民夫在短短数天内构建了针对新会城的包围圈。
尚没有和清军大规模野战能力的太平军只能每日看着对面的清军修筑围城工事，看着一座座箭楼、一道道篱笆、一座座军营如雨后春笋般出现在新会四周。在此过程中，太平军不是没有试图阻止清军，但在连续两次夜袭失败，平白损失数十人后，养伤的周士相下令各部不得再自行出城作战，未得他的命令，若有一兵一卒出城，唯所部主官是问！
尚可喜回广州前亲自对围城做了部署，以其本部汉军镶蓝旗围东门，靖南藩下正黄旗汉军并一部分绿营围南门，参将胡国立领督抚标兵并一部分绿营围北门，其余绿营兵马则在总兵林善志统带下包围西门。
清军的包围圈足有三道防线，每道防线都设施齐全，一万多清军分布防线之中，切断了新会与城外的一切联系，导致城中太平军对外界情况一无所知。
随着包围的时间变长，城中虽未出现断粮情况，但是用于生火的木材却变得紧张起来，太平军开始拆卸城中房屋，为的只是取出建筑的木料用于生火。
清军方面，从广州调派的粮草物资源源不断，更有两万多民夫青壮供驱使，江上又有广东水师待命，除了无法攻克新会坚城外，清军在许多方面都占了上风，也占尽优势，此也是尚可喜决定围城的最大本钱。只要太平军没有援军来救，围到最后，赢家一定是清军。
清军包围圈构建后不久，从广州调来的数十门火炮终是到达，在集中火炮对城墙进行轰击不果后，清军不再炮击城墙，只隔三差五向城中开炮，相对应的城中太平军也不间断向城外炮击，可双方的炮击效果都有限，打了几次后，都知这种炮击没有任何意义，双方不约而同的停止了这种无用功。
为了以防万一，尚可喜亲笔向肇庆总兵许尔显发去急令，命其对高州方面严加监视，抽调兵马驻防罗定，务求不使高州明军东进一步。
只要高州李定国部不动，广州方面对围困新会就没有担心，广东境内虽还有另外几股明军，但无论是兵力还是装备都远远落后于高州李定国部，这些明军也多处沿海地域，所占不过水师之利，真正陆上战斗清军是不怕的。倘使这些明军真的前来解救新会太平军，倒是广州方向乐于看到的。新会城下用于围城的上万清军攻不了城，但要歼灭这些个南明杂牌却是不费吹灰之力。
事态的发展也让广州方面安心，围城一个多月，除雷州境内有明军试图攻占州县，挥师东进外，其余地方的明军都没有活动迹象，而最让广州方面担心的高州明军更是一点动静没有。种种迹象证明，困守新会的太平军不折不扣就是一支孤军，甚至是不是为南明小朝廷所接纳都是一个问题。
没有了后顾之忧的清军终于在六月19日，也就是围城的第49天向城中射进劝降书，得到的却是周士相亲笔所写的八个大字——“汉家儿郎绝不降虏！”
六月二十三日，也就是围城的第53天，清军向新会城发起了一次试探进攻。此次进攻由汉军旗副都统王国辉指挥，用于攻城的主力仍然是绿营，只有少量旗兵配合。
清军是黎明时发起的进攻，进攻的方向不是之前的东门，而是南门。但南门上的太平军显然对此早有准备，城上守军据险顽抗，危险时刻，近卫营小旗陈默带人用绳子吊下城反击攻城清军，毁去清军用于攻城的云梯一百多架，盾车六辆，迫使清军不得不放弃此次进攻。
王国辉见强攻无效，反折损兵员物资无数后，经请示尚之信和班志富，命令清军用布袋盛土堆积为墙，载木成栅，辅以挨牌作掩护，利用汉军旗鸟铳射杀太平军，暗中组织民夫挖掘地道，试图掘地入城。
城内太平军通过城中监听地下动静的大缸察觉到了清军意图，立即组织人手在城中挖掘了一条同城墙平行的深沟，此深沟宽一丈有余，深却达两丈多，换成后世计量单位，即宽三米多，深达七米。
深沟挖好后，周士相即下令待清军所挖地道一旦通入城中，便以水淹，水淹不奏效就以新近赶制的震天雷轰杀，两侧铳手射杀，两法都不奏效，便由各营组织士兵下沟肉搏，无论付出多大牺牲，也绝不使清军一兵一卒由沟中冒出！
由于太平军防备得当，从地道潜入的清军还没有露头，就被突然扔进的震天雷炸伤大片，余下清军冲出来后却发现身处深沟之内，前后左右都没有攀爬的地方，只能困在沟中不得动弹，而深沟两侧却有拿铳的太平军对他们射杀，一番垂劳挣扎后，清军无奈丢下数百尸体仓促退去。
从地道夺城不得后，为发泄心中憋屈，尚之信命令东西两座炮台再向城中炮击，周士相命令城头炮手开炮反击后同时高赏悬格，“有能出城夺清军炮台者，人赏银五十两。”
重赏之下必有勇夫，这一次又是近卫营小旗陈默带头组织了一队80人的死士，趁着深夜从清军开挖的地道潜入清军大营地下，经一个时辰的挖掘后终是打通地道，随后80名太平军勇士在陈默的带领下人手两枚震天雷，一路不停轰杀清军并放火。
深夜之中，清军不知太平军来了多少人，又被震天雷轰得晕东晕西，加上到处起火，一时顾不得拦阻止潜入的太平军，使得陈默等人成功扑至清军东、西两座炮台，引燃清军炮台储备火药，当场炸毁大小火炮三十多门。
回城之后经清点，出城的80名勇士只剩36人。此教训也让清军彻底堵死所掘地道，也息了掘地入城的心思。
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