以“反清復明”為口號的天地會，是廣東主要的秘密結社。在太平天國起義的影響下，鹹豐四年（1854）6月，東莞天地會首領何六等率眾在縣屬石龍起義，揭開了廣東省城附近天地會起義的序幕。7月，佛山天地會首領陳開在石灣附近的大霧岡起義。隨後，李文茂、甘先等在廣州北郊佛嶺市（今新市）、陳顯良等在城東燕塘、林隆等在省河南岸相繼聚眾起義。各路起義軍號稱二三十萬人，實際有十餘萬人。他們或頭裹紅巾，或腰纏紅帶，自稱紅巾軍、紅兵或洪兵。
紅兵沒有統一和正規的編制，部隊裝備除部分鳥槍、火炮外，大部分為刀矛等冷兵器。從7月開始，陳開、李文茂等互相聯絡，開始了圍攻廣州的作戰。兩廣總督葉名琛、廣東巡撫柏貴等因城內兵力空虛，立即關閉城門，並採取相應措施。廣東當局下令將派至與桂、湘、贛交界地區的綠營4000餘名調回省城，與在城八旗兵1300餘名協防炮台及水陸要隘；令各地豪紳迅速組織團練，並從外縣招募鄉勇、增添戰船、水勇炮勇，守城兵力增至5萬餘人；向朝廷請求從福建、湖南等省調兵來粵會剿；組成以行商伍崇曜為首的籌餉局；又要求港英當局出兵相助。在軍事部署上，以城北為重點，其次為城東與城西，加強各炮台的守衛。以道員沈棣輝督軍守城。紅兵雖四面圍城，但圍而不死，廣東當局通過水路獲得西方殖民者的幫助，軍民需用物資可源源不斷運入城內。
當紅兵雲集之際，為先發制人，葉名琛於18日派副將崔大同、游擊洪大順率3000綠營兵攻打江村，李文茂等設伏以待。清軍行至佛嶺市附近，忽遇大雨，火器無法使用，被埋伏的紅兵衝殺，崔、洪等被殺死，所部大量被殲，余者潰散。紅兵在此役中繳獲軍資甚多。但20日陳開等分三路攻城，卻被清守軍擊退。26日，清軍5000人進攻牛欄岡，紅兵一面正面反擊，另方面派千餘人迂迴到清軍側背攻擊，大敗清軍，追至三元里。葉名琛乃採取“以守為戰，嚴密設防”的方針，依託堅城、炮台進行防禦作戰。
從8月上旬至9月初，紅兵多次組織攻城作戰，但一再受挫。清軍得到團練及伍崇曜所雇洋槍隊的支持。9月7日，清軍分三路進攻燕塘紅兵駐地，占領燕塘後，追至新造、佛嶺。東路目標達到後，葉名琛即集中東、北兩方面的部隊，進攻北路，其方針為“先分其勢，復截其援”，然後“逐一剿洗”。至11月3日，牛欄岡、佛嶺市、蕭岡、龍潭觀等重要據點被清軍逐一攻占，紅兵餘部退往石井、石門等處。這樣，清軍便集中兵力進攻西路，鹹豐五年（1855）1月中旬，石井、石門以及附近各鄉的紅兵先後被擊敗。李文茂部轉移至南海九江；何六、甘先等則退往韶州，後又退入湖南。3月，紅兵向西、向北轉移，陳開、李文茂進軍廣西，陳顯良、甘光在粵北活動，廣州周圍的紅兵活動便被鎮壓下去了。
廣州解圍之後，葉名琛下令，“凡昔通匪者，吏民格殺勿論”，廣州一地便被屠殺了十餘萬人。在鎮壓過程中，廣東當局為了自身的利益，竟不惜與英國殖民主義者相勾結，留下了可恥的一頁記錄。
