小刀會起義武裝占領上?？h城后，標榜“中立”的英、美、法侵略者，想利用這個機會，要挾清政府對它們在上海的侵略特權作出更大的讓步，然后幫助清政府鎮(zhèn)壓起義軍。當時的外國租界位于縣城以北的洋涇浜地區(qū)，英、美、法領事以避免清軍和起義軍的炮火毀壞租界建筑物為由，曾禁止清軍從北面進攻起義軍，并對清軍采取威脅態(tài)度。1854年4月4日，英、美軍隊以清軍侮辱、襲擊租界外僑為借口，向駐于泥城浜（今西藏中路）的清軍發(fā)起進攻，清軍不戰(zhàn)而退。事件發(fā)生后，許乃釗立即派員向英、美領事求和，第二天又派吳健彰出面“陪罪”，作出了“租界不可侵犯”的保證。不久，許乃釗、吳健彰又接受英國領事阿利國的建議，由英、美、法三國領事各指派稅務司一人，組成所謂“關稅管理委員會”，控制海關。6月29日，與三國領事簽訂“上海海關征稅規(guī)則”九條，從而開創(chuàng)了出賣中國海關主權的先例。外國侵略者通過“泥城之戰(zhàn)”，在租界地位、海關控制權等問題上獲得了滿意的結果，隨即撕下“中立”的假面具，公開與清軍勾結起來，鎮(zhèn)壓上海的起義軍。6月中旬，英、美、法三國領事就達成協(xié)議，決定以武力強迫起義軍退出上海城，將縣城交給清軍。

同年7月，清廷以“許乃釗督師上海，日久無功”，將其革職，吳健彰也被拿問，由吉爾杭阿升任江蘇巡撫，統(tǒng)帥圍攻上?？h城的清軍。清廷令吉爾杭阿立即“督率各路兵勇，迅速籌攻，務將滬城克期收復”。吉爾杭阿接任后，不斷驅使清軍挖地道、埋火藥，爆炸上海城墻。有的坑道被起義軍灌水破壞，有的雖爆炸成功，但始終未能攻入城內(nèi)。7月24日，清軍在城南的一次爆炸中，清軍五十名官兵被自己埋設的火藥炸死。起義軍趁勢反擊，“孩兵局”的少年戰(zhàn)士在戰(zhàn)斗中表現(xiàn)出了英勇頑強的戰(zhàn)斗精神。吉爾杭阿見上海久攻不下，便步許乃釗、吳健彰的后塵，求助于外國侵略者。他通過買辦分子楊坊及其親信吳煦奔走活動，征得外國侵略者的同意，于10月至11月底，筑成一條東起黃浦江邊、中經(jīng)陳家木橋直至洋涇浜北岸護界河的圍墻，斷絕縣城與租界的交通，使起義軍無法假道租界得到糧食與軍火的供應。

在日益嚴酷的形勢下，起義軍中的少數(shù)不堅定分子（如李咸池、林阿福等）或者出走，或者降敵。但劉麗川等仍然不畏艱險，率部堅持斗爭。12月上旬，起義軍連續(xù)出擊，摧毀了北門外的清軍營壘，并于城外構筑炮壘，轟擊圍墻，以圖打破敵人的封鎖。

1854年12月6日，法國艦隊司令辣厄爾蓄意尋釁，借口起義軍的炮火將危及外國人的安全，竟要起義軍拆除洋涇浜南岸的炮臺。這一無理要求理所當然地遭到了起義軍的嚴詞拒絕。12月9日，法國戰(zhàn)艦“高爾拜”號悍然開炮轟擊縣城和小東門炮臺達兩小時之久。14日，法國侵略者正式向起義軍宣戰(zhàn)。1855年1月6日晨，法國侵略軍四百人伙同清軍一部向上海北門發(fā)動進攻。法艦“高爾拜”和“貞德”號以及領事館附近的大炮同時猛轟，將城墻打開一個缺口。接著，二百五十名法軍首先突入城內(nèi)。英勇頑強的起義軍在潘起亮率領下，立即發(fā)起反擊，使敵人前進受阻。法軍慌忙打開北門，數(shù)千清軍蜂擁而入，同樣被起義軍擊退。有的清軍來不及從城門逃走，直接由城墻往下跳，死傷甚眾。此次作戰(zhàn)，上海小刀會起義軍共斃傷法軍數(shù)十名、清軍二千余名，取得了反擊中外反動派聯(lián)合進攻的輝煌勝利。從此，法軍不敢力攻，惟配合清軍加緊圍城。

起義軍英勇奮戰(zhàn)，雖然粉碎了敵軍多次進攻，但由于長期困守孤城，兵員、彈藥的補充越來越感到困難，糧食問題更是難以解決。從1855年初起，城中糧食幾盡，軍民饑餓而死者與日俱增。2月16日，清軍轟塌小南門城墻，沖入城內(nèi)，法軍也發(fā)炮助戰(zhàn)。起義軍忍著饑餓奮勇拚殺，再次迫使清軍退出。盡管如此，起義軍終因內(nèi)無糧彈、外無援兵，勢難繼續(xù)堅守，便于2月17日（咸豐五年正月初一日）夜分路突圍，約定到鎮(zhèn)江與太平軍會師。

起義軍出城后，有的被清軍截殺，有的散入租界。劉麗川率部由城西南沖出后，次日黎明到達上海西郊虹橋附近，與清軍遭遇，在戰(zhàn)斗中英勇犧牲。只有潘起亮和少數(shù)起義軍突出重圍，到達鎮(zhèn)江 ，參加了太平軍（1861年底太平軍攻克寧波后，潘起亮以功封“衡天安”任海關主官，后隨太平軍余部轉戰(zhàn)贛、閩，1866年在廣東犧牲）；另一部分突圍后，于1855年冬參加了江西天地會起義軍。還有部分起義軍散入南翔、浦東農(nóng)村，在以后太平軍進攻上海時，積極配合作戰(zhàn)。