荷兰人并不打算轻易放弃台湾。
吴应熊听说后，又给郑成功的军队调集30门新式大炮。
郑成功的军队如虎添翼，于二十四日凌晨摧毁了台湾城大部分胸墙。
“为了我们伟大的荷兰女王，还击！”在揆一的指挥下，荷军于城上集中枪炮还击，并出城抢夺明军大炮，被明军弓箭手击退。
“还真是一块难啃的骨头！哼，看你们能坚持多久！”郑成功鉴于台湾城城池坚固，强攻一时难以得手，为了减少伤亡，进一步做好准备，决定采既“围困俟其自降”的方针。
吴应熊同意郑成功的围城战略，并让他安心全权指挥对荷兰人的战斗！
郑成功请他的父亲郑芝龙派军事船队封锁了台湾海峡。然后，他一方面派遣提督马信率兵扎营台湾街围困荷军，一方面把各镇兵力分驻各地屯垦。
同时，郑成功还到高山族人民聚居的四大社进行巡视，受到当地人民的热烈欢迎。
接着，吴应熊还派满云龙率6000新禁军乘战船20艘抵达台湾，援助郑成功，还带去了大量粮食和弹药。
明军的兵力得到加强，供给得到补充后，从五月五日开始，在所有通向城堡的街道上都筑起防栅，并挖了一条很宽的壕沟，围困荷军。
“这是你们最后的机会！”郑成功又写信劝揆一投降。
揆一仍幻想巴达维亚的荷兰人会派兵增援，拒绝投降。
五月二十八日，荷兰殖民当局得到荷军在赤嵌城战败和台湾城被围的消息后，匆忙拼凑了700名士兵、10艘军舰，由雅科布·考乌率领，经过38天航行，于七月十八日到达台湾海面。他们见明军的战船阵容雄壮，踌躇不前，加之风浪很大，在海上停留了将近一个月之后，才有5艘战船在台湾城附近海面碇泊，其中“厄克”号触礁沉没，船上士兵被明军俘虏。
郑成功从俘虏口中得知荷兰援军兵力情况后，加紧进行围城和打援部署。
七月二十一日，驻台湾荷军当局决定：用增援的舰船和士兵，把明军逐出台湾城市区，并击毁停泊在赤嵌城附近航道上的明军船只，以摆脱被围困境。
于是，荷军分水、陆两路向明军发起进攻。海上，荷舰企图迂回明军侧后，焚烧船只，反被明军包围。
“开炮！”郑水军隐蔽岸边，当敌舰闯入埋伏圈后，立即万炮齐发。
经过一小时激战，击毁荷舰两艘，俘获小艇三艘，使荷兰援军损失了一个艇长，一个尉官，一个护旗军曹和128名士兵，另有一些人负伤。
荷军其余舰船逃往巴达维亚，郑芝龙也没有派战舰追击。
陆上，荷军的进攻，同样遭到失败，死伤人数众多，此后，荷军再也不敢轻易与明军交战。
台湾城的荷军被围数月，军粮得不到补给，因而士气低落，不愿再战。
十月，揆一为了挽救行将灭亡的命运，派雅科布·考乌率领漂泊在海上的3艘战舰、2只小艇前去攻袭厦门，企图让大明水师撤退。
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