在台湾人民的欢迎和帮助下，郑成功大军将荷军据守的赤嵌城团团的围困，荷军司令官描难实叮在“孤城援绝、城中乏水”的形势下，于4月初六日献城投降。

接着，郑成功命令部队从水陆两路围攻热兰遮城(台湾城)。由于荷兰人的长期经营，该城十分坚固，加之荷军火炮精良，郑军强攻失利，郑成功乃改强攻为长期围困，为解决大军乏粮问题，又遣各镇分派汛地屯垦。5月初二日，郑军第二批部队在黄安等人的率领下抵达台湾,郑军的粮食危机暂得缓解，兵力也得到加强。郑成功一面部署围城，一面加强政治和经济建设，整顿军队，进一步改善军民关系，颁布各种法令和条例，为经营台湾打下基础。

远在巴达维亚的荷兰殖民者在得悉郑成功进抵台湾后，即派遣一支增援部队约725人，由雅科布·考乌率领赴台。7月23日，援台荷军舰队向郑军发起进攻,郑成功指挥水师奋起反击，予来犯荷军以重创,对峙数月后，考乌见势孤力穷，于10月5日率舰队逃离台湾。

困守台湾城的荷军由于救援无望，粮、药缺乏，疾病传染，战死病亡已达1600余人，仅存700余名官兵，士气低落,但荷兰殖民者驻台长官揆一仍作困兽之斗。与此同时，郑军也面临极大的困难，大军乏粮，坚城久攻不下，清廷又厉行海禁,欲置郑军于死地，不断有士兵逃亡事件发生。面对重重困难，郑成功以无比坚强的意志和毅力，继续指挥驱逐荷兰殖民者的正义之战。12月（1662年1月）,郑成功认为进攻台湾城,彻底打败荷兰侵略军的时机已经成熟。

郑军经过激战首先夺取了战略要地乌特利支堡，逐渐缩小对台湾城的包围圈。城中荷军见大势已去，乱作一团，揆一多次召开紧急会议商讨对策，最后决定放弃抵抗，献城投降。