在湘幕6年中，左宗棠还协助骆秉章办理了一件重大外事，提出了抵抗西方列强侵略的方案。虽然没有得到清朝廷的采纳，但充分显示了他对付帝国主义侵略的勇气和才干。
1856年（咸丰六年）10月，即《南京条约》签订后14年，左宗棠正在湘幕，在广东发生了所谓“亚罗号事件”，英国借口这一件小事，突然发动对广州的攻击。亚罗船是一只海盗船，船主是中国人，雇用了一名英国船长，悬挂英国国旗作掩护，在沿海劫掠客商。中国当局抓了12名中国水手。英国帕麦斯顿政府正准备对中国发动一场新的侵略，因此小题大做，气势汹汹。法国皇帝拿破仑三世也借口有一名法国传教士在广西西林被杀害（西林知县否认有此事），即所谓“马神甫事件”，也决定参加战争。昏庸无能的两广总督叶名琛，竟然“不战不守不和，不死不降不走”，结果，广州城被英法联军攻陷，叶本人也成了俘虏，后客死印度加尔各答；广州将军穆克德讷、广东巡抚柏贵等投降，侵略者在广州组成了中国近代史上第一个傀儡政权。继后，英法联军于1858年（咸丰八年）4月乘轮北上，5月，攻陷大沽炮台。俄、美两国则充当“调人”，从中要挟。6月，清政府被迫先后与四国签订《天津条约》。次年6月，侵略者以北上“换约”为名，突袭大沽炮台。守军奋起迎击，英、法舰队受创撤退。1860年，英、法联军继续扩大战争，4月占领舟山，8月占领天津，进逼北京。9月22日，咸丰皇帝逃往热河。10月13日，北京被侵略军占领，随之圆明园也被侵略军焚毁。侵略军在分别迫使清政府签订《北京条约》，掠得大量权益后始陆续撤离北京，战争结束。这就是历史上所称的“第二次鸦片战争”，或称“英法联军之役”。
在第二次鸦片战争的过程中，作为湖南巡抚部院幕僚的左宗棠，他的身份已与在第一次鸦片战争期间有很大的不同，不再是空怀忧国之志的私塾教师了。他不仅继续关注时局的发展，筹划战守机宜，而且可以将这种关注和筹划，向巡抚和同僚们施加影响，甚至还可能利用草拟公牍的机会，将自己的筹划形诸奏折了。
1858年（咸丰八年）年初，广州已沦入敌手，叶名琛被俘，已成为侵略军傀儡的穆克德讷、柏贵等则讳莫如深，以致清政府对此危急局势迟迟茫无所知。直至一个多月后，才通过骆秉章的奏章了解到一些情况。骆的第一道奏章发于2月9日（咸丰七年十二月二十六日），这道奏章，实际上已将广州陷落，叶名琛被俘，穆克德讷、柏贵等沦为侵略者傀儡的情况和盘报告了清政府，材料的来源包括听取传闻，探访粤人和查阅过境文报等，表明了对国家民族命运的深切关心。
3月5日，骆秉章又向清政府发出第二通奏章。奏章揭露：叶名琛昏庸已极，面对强敌压境的危急局势，竟然故作“渊默镇静”，“毫无布置，唯日事扶鸾海乩，冀得神佑”；对爱国军民的请求备战，则一概拒绝，并下令“敌船入内，不可放炮还击”。指出“广东省城之祸，由于叶名琛平日不能固结民心，临时不能豫为戒备，非由夷人狡悍难防所致”，而是“夷人因其忘备，始肆跳梁，亦非尽由叶名琛坚持定议所致也。”接着，奏章提出了抗敌计划的完整建议：
……似宜从新布置，与为更始。或请敕下新放钦差犬臣、两广总督，择地暂安，并颁给新关防，令其一面办理夷务，一面办理团练，选调水陆兵勇，预备以待。其将军、抚臣，应请特简贤能，颁给关防，分驻各处。
这是针对叶名琛被俘，穆克德讷、柏贵等已成为侵略者玩弄于股掌的傀儡，采取的对策。
香山、东莞、新安三属，民气最强，但得一二好州县暗为布置，许以重赏，令其密相纠约，勿漏风声，飙忽而来，趁夷兵赴省之时，乘虚捣其巢穴，夺其辎重炮械，则逆夷回顾不惶，安能久踞省城，肆其要挟？亦未尝非制夷之一奇也。
这是袭取香港，声东击西，收复广州之策。
逆夷诡谋，动以分犯闽浙、江南、山东相恫喝。似宜预令沿海各省，密陈水陆久战劲勇于内河，相机要击。而天津一处，更须选久经战阵之将，带马步劲旅，先为筹备。天津内河水面窄狭，非夷船之利。诚能制之于陆，一再痛创，亦当不敢妄萌要挟之心。
总之，制夷宜于内河，宜于陆战，不宜与之角逐海口。
这是防护沿海各省与天津之策，以及总体的战略战术原则。
可见，左宗棠在对付西方资本主义国家侵略方面所表现的深识卓见未为清廷所知，更未被清廷所采用。
尽管左宗棠所预料的侵略军北犯闽浙、江南、山东、天津等地已为历史所证实，而左宗棠所担心的“勋旧诸公……参异论以惑视听”的事也终于发生了。由于清政府屈服于敌人的压力，采取妥协求和的方针，又由于投降派的卖国，骆秉章、左宗棠等所建议的抗敌计划基本上没有被采纳。而这时身为官府幕僚的左宗棠，他的主要精力已投入到镇压太平天国起义中去，因此对于抗击英法联军的侵略，也就没有更多的论述。直至咸丰十年（1860），战争最终失败，丧权辱国的《北京条约》签订，他只能发表感慨说：“銮舆返宫，根本幸尚无恙，然辱葚矣！”
左宗棠的这些主张都说明：国内的安定、统一固然十分重要，但当外患严重时，决不能以内部问题为借口，向敌人屈膝求和，而应根据当时当地的具体情况，分出缓急轻重，恰当地抽调一部分精锐力量，抗拒外侮，这是必须也完全可以做到的。他的意见虽然没有被清廷采纳，但是对当时的社会却产生了一定影响，使人民认识到英法侵略者的野心，痛恨清政府的妥协投降政策，激发了爱国主义思潮的兴起。这次是左宗棠在湖南幕府中参与的最后一项重要决策。当英法联军攻进北京城时，他已经离开湖南了。