猫难实叮投降后，郑成功命他前往台湾城劝揆一无条件投降，但是，遭到揆一的拒绝。
郑成功与诸将分析形势，认为不给侵略者以迎头痛击，敌人是不肯投降的，于是，他命令军队从鲲鯓南端登陆，“移扎鲲鯓山即一鲲鯓，候令进攻台湾城”。
台湾城是荷兰殖民者在台湾的统治中心，城堡坚固，防御设施完整。城周长200多丈，高3丈多，分3层，下层深入地下1丈多，“城垣用糖水调灰垒砖，坚于石”。城四隅向外突出，置炮数十尊。荷军炮火密集，射程远，封锁了周围每条通道。
城内荷军尚有八百七十人，凭借城堡继续顽抗。
但是赤嵌城被郑军占领之后，台湾城已是一座孤城，城内缺粮、缺水，荷军处境十分困难；加之当时南信风季节刚刚开始，要等待六个月进入北信风季节后，才能将台湾的有关情况告知巴达维亚，然后再等六个月才能利用下一次南信风季节取得巴达维亚的援助，防守更加困难。
郑成功迫降赤嵌城后，为了牵制台湾城荷军，即派兵前往七鲲鯓设伏。
荷军行至七鲲鯓时，还没来得及列阵对垒，即被郑军埋伏的藤牌军冲垮，死伤过半，其余士卒狼狈退回台湾城。
郑成功命令士兵立栅栏、设炮台，加强对七鲲鯓的防守，同时令杨英、何廷斌以粟6000石、糖3000石补给军队。
自四月初以来，双方一直进行着零星战斗。
郑成功一方面积极准备攻城，一方面于四月十二日和二十二日，两次写信给揆一，令其投降。又调集28门大炮，于二十四日凌晨摧毁了台湾城大部分胸墙。
荷军于城上集中枪炮还击，并出城抢夺郑军大炮，被郑军弓箭手击退。
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。
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，分别是新港、目加溜湾.肖垅、麻豆，进行巡视，受到当地人民的热烈欢迎。
五月二日，郑军第二梯队6000人在黄安等将领的率领下，乘船20艘抵达台湾。
郑军的兵力得到加强，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。
郑成功又三次写信劝揆一投降。
揆一仍幻想巴达维亚会派兵增援，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，匆忙拼凑了七百名士兵、十艘军舰，由雅科布·考乌率领，经过三十八天航行，于七月十八日到达台湾海面。
他们见郑军战船阵容雄壮，踌躇不前，加之风浪很大，在海上停留了将近一个月之后，才有五艘战船在台湾城附近海面碇泊。
其中“厄克”号触礁沉没，船上士兵被郑军俘虏。
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，把郑军逐出台湾城市区，并击毁停泊在赤嵌城附近航道上的郑军船只，以摆脱被围困境。
荷军分水、陆两路向郑军发起进攻。
海上，荷舰企图迂回郑军侧后，焚烧船只，反被郑军包围。
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。