鄭成功忍無可忍。二十八日，天還未亮，鄭軍數十門大炮，一齊怒吼，一發發炮彈落在台灣城堡上，連續炮擊四個時辰，部分城牆被炸倒塌，還炸死了四個荷兵，傷了數人。揆一憑借堅城，下令荷兵隱蔽，不許反擊。當鄭軍炮擊接近尾聲，步騎兵向城堡推進時，荷軍炮兵突然轟擊，鄭軍士兵猝不及防，傷亡甚重。又經過一番激戰，雙方仍不分勝負。出乎鄭成功意料的是，當天下午，一股荷軍殺出城外，奪了鄭軍的一門可發射六磅炮彈的大炮和三匹戰馬。
鄭成功見攻城碰到了料想不到的困難，決定暫時停止攻城，而把部隊後撤至荷軍炮火射程以外的地區，運走靠近城堡的幾門大炮，在新的陣地上挖溝、樹柵、架炮，對台灣城實行長圍久困。利用戰鬥間隙，讓官士好好休整。
更令鄭成功不安的是，軍糧短缺日益嚴重。在半月前，軍中已開始乏糧。鄭成功遣戶都事楊英、通事何斌，到各鄉社去察尋紅夷所積軍需，獲得糧食6000石、糖3000擔，緩解了一時乏糧之危。鄭成功曾下令各鎮，在不影響戰鬥的前提下，派出官兵屯墾，種菜種糧。但遠水不解近渴。鄭成功又遣楊朝棟、楊英到各地去買糧，接濟兵食。又允準官兵有組織地尋食野菜、野果充饑。
由於軍糧危機，官兵侵害當地民眾利益之事屢有發生。一向嚴格軍紀的鄭成功，哪能容許此風生成？他為了震懾違紀和犯罪，當即決定：以搜掠台灣百姓銀兩、盜匿軍糧罪，處死宣毅後鎮吳豪，對虎衛右鎮陳蟒捆責革職！於是，軍中震動。接著，他又諭令全軍：“不準混侵百姓現耕物業，如有違越，法在必究。”
五月初二，複台的第二批鄭軍，由黃安、劉俊、陳瑞、胡靜、顏望忠、陳璋率領戰船20艘，共六鎮官兵抵達台灣。他們帶來了新生力量，也帶來了部分軍糧，增強了戰鬥力量。鄭成功升任黃安為右虎衛。
鄭成功仍然期望早日結束戰鬥。他連續三次致書揆一，勸令荷軍投降。但揆一依然十分頑固，複信表示要繼續“死守”。有鑒如此，鄭成功決定改變策略：為了實行長圍久困之計，除了部署軍隊輪番圍困台灣城之外，同時，在島上加緊政治、經濟建設，並盡速收複島上其他失地。
鄭軍發現，在靠近赤嵌不遠的蕭壟地方，有一股零散的荷蘭殖民者在固守，就派兵協助當地民眾圍剿。這些荷蘭人逃到了麻豆，又逃到了哆羅國，最後逃到了諸羅山，在鄭軍軍威震懾和優俘政策感召下，全部繳械投降，共計有116人，其中有牧師4人，法官5人。後來，這些人都受到了優待，安排到赤嵌荷蘭僑民營那裏去了。
鄭軍對拒不投降的荷蘭殖民者決不手軟。有一股荷蘭人拒絕投降，企圖從南部向西北部逃跑，鄭軍和台灣民眾便追擊不放，殺死了8人，打傷了22人。
遠在台灣北部的淡水和雞籠（基隆），有荷軍的據點。鄭軍一時不能到達，當地民眾在鄭軍的聲威影響下，紛紛起來驅趕荷蘭人。荷蘭殖民者、商務員魯尼烏斯因害怕國姓爺的兵威，搭船逃往日本。當地頭人和民眾，放火燒掉了殖民者的房屋，襲擊殖民者的艦船，殺死了拒不投降的荷軍一名班長和兩名士兵。
有一些極端反動的荷蘭殖民者，如德爾芬達和一個年輕牧師，利用傳教身份，企圖鼓動當地民眾反抗鄭軍，結果遭到了鎮壓。
鄭軍的正義行動，得到當地民眾的擁護和支持。不僅是成年人，而且許多少年兒童，也踴躍協助鄭軍作戰。另外，在荷蘭殖民機構充當奴隸的兩隊黑人士兵，善使槍炮，受到鄭軍優待政策的感召，也參加了驅逐荷蘭殖民者的正義鬥爭。
在鄭軍長圍久困台灣城期間，駐巴達維亞的荷蘭長官和總評議會不明台灣戰事，認為揆一和台灣評議會懦弱無能，決定由財政顧問克倫克取代揆一.克倫克要去台灣上任，剛剛離開巴達維亞兩天，從台灣海戰中逃跑的馬利亞號船，經過海上50多天的航行，達到巴達維亞，向東印度公司報告了鄭成功率軍進攻台灣的消息。荷蘭駐巴達維亞殖民機構為挽回敗局，便派海軍統領卡宇率艦12艘、士兵725人，裝載了可食8個月的牛肉、豬肉和糧食，快速增援台灣。卡宇此人無作戰經驗，又口齒不清，但卻狂妄有加，一再宣稱：“決不饒恕中國兵船上任何人，見人就殺，不留一個！”他還頒布了獎賞辦法：“捕捉或焚燒中國一隻帆船者賞銀100裏爾，一隻中型帆船者賞50裏爾，一隻舟居子船者賞25裏爾。”