8、9月間，林文明率領1000名士兵回台助戰，進攻外新庄、阿罩霧庄（今臺中市、霧峰鄉）、大里杙，順利擊退戴潮春軍隊，接著轉戰翁仔社（今臺中豐原市），與羅冠英合力進攻石岡仔、葫蘆墩。11月23日，林文明率領300兵士兵攻打樹湳，並派叔叔林奠國與羅桂英攻入四張犁，可說頗有斬獲。另一方面，台灣鎮總兵林向榮與台灣水師副將林國忠救援斗六，但反遭嚴辦、陳弄等人圍困；10月29日，戴潮春攻破斗六，林向榮自殺，林國忠亦戰死。1864年1月，台灣水師提督吳鴻源率領3000名清軍進駐鹽水，隨後發動猛烈攻擊，直攻到嘉義城外，與城內守將湯得陞裡外夾擊，擊退圍城多日的戴潮春軍隊。8月，丁曰健接任臺灣兵備道，重新佈置作戰方針，命台灣鎮守參將關鎮國由五汊港（今臺中港前身）進攻，自己於10月22日進駐竹塹（今新竹市），並命張世英、羅冠英駐守岸里社，兩軍合力攻進大肚溪以北，控制大肚溪航運。另一方面，浙江巡撫左宗棠推薦林文察出任平臺將領，林文察抵達臺灣之後，先張貼告示，宣揚威治，到嘉義之後勸降當地200多庄人民，接著疏通嘉、彰交界之路。他命白瑛、關鎮國合攻斗六，曾元福進駐石龜溪接應，彰化知縣凌定國自寶斗（今彰化北斗鎮）向南進攻，他本人則沿海向北作戰，等候許忠標、林文明會師，以打通鹿港，與臺灣總兵曾玉明、臺灣道丁曰健會合之後，合力攻打彰化。林文察與曾元福殲滅30多座村莊，逐漸逼近斗六，12月12日，林文察以援助彰化戰事為由，假意讓各軍撤離斗六城外，僅留下數營人馬，並燃燒煙柴，令士兵作出慌亂的樣子，誘使城內敵軍開門襲擊，再讓埋伏在甘蔗田的士兵衝出襲擊，關鎮國於背後夾擊，大敗戴潮春，順利收復斗六。18日，戴潮春在張三顯勸說下，出面向丁曰健投降，但因出言不遜被殺。收復斗六後，清軍開始掃蕩林日成、洪欉、陳弄及嚴辦等戴氏強將。1864年12月，曾玉明圍攻北勢楠庄，雙方展開激烈的攻防戰，洪欉戰死，其弟洪番被殺。隔年1月19日，林文察攻打四塊厝庄，以大砲連夜砲轟，2月6日殺林日成。5月，林文察與羅冠英圍攻小埔心，與陳弄展開激烈的砲戰，清軍死傷慘重，羅冠英戰死，清軍持續猛攻，陳弄終於開庄投降，當場被斬殺。同時間，丁曰健派知縣白鸞卿、參將徐榮生攻打嚴辦，清軍以優勢兵力圍攻，最後擊殺嚴辦，押其妻侯氏回嘉義，凌遲處死，戴潮春事件至此宣告結束。