荷兰人见郑军如此顺利地进入港口并登陆，感到束手无策，面对如此强大的郑军一筹莫展。
这时所有的船只已被分派到各地去，只剩下两艘战船“赫克托”号和“斯？格拉弗兰”号，小帆船白鹭号和快艇“马利亚”号。这时在北线尾驻有荷兵1个班长和6名战士，在赤嵌城内有1100人和40名全副武装的军人。而郑军已切断了赤嵌城与普罗文舍堡的联系。
这天晚上，守卫赤嵌城的荷兰军官猫难实叮向郑军营地发炮，并焚毁郑军的马厩粮食。郑成功担心粮食被焚，特遣户都事杨英委同官兵看守堵御，第二天，由户都事杨英将粮食向各镇官兵发放，足够每人吃半月。
初三日，荷兰长官揆一见郑军北线尾官兵防备松，就派人向郑军冲来，同时在海面上也发动对郑军的攻击。
在陆地上，汤马斯？贝德尔上尉率240人持火枪向郑军冲来，企图驱逐在航道入口处的郑军。之所以荷兰侵略者敢于用240人的队伍攻击强大的郑军，除他们的武器先进之外，还有另外一个原因。
原来，顺治九年（公元1652年）郭怀一起义的时候，二三百名荷兰士兵把七八千起义者镇压下去了。从此，荷兰侵略者就误认为，25个中国人的力量才抵得上一个荷兰士兵。汤马斯？贝德尔上尉是一个狂妄的殖民主义者，迷信“惟武器论”。他相信：“中国人是经受不了火药的气味和毛瑟枪的响声的，第一次攻击后，只须其中少数人被射倒，其余的便将立即逃跑，造成全面的溃败”。
然而这一次这个狂妄的殖民主义者却因其狂妄而丧了命。他命令荷兰兵以12人为一排，排成整齐的方队，神气十足地走向郑军，当他们到达足够的距离时，便同时发射三排子弹。
郑军4000多人，在宣毅前镇陈泽率领下奋勇迎战。他看到侵略军这种呆板的战术，立即从主队中分出一小部分人，绕到小山背后，从后面攻击这支正前进的荷兰军。郑军士兵一个个奋勇作战，他们发出下雨一般的飞箭，对荷兰兵进行前后夹击。
荷兰兵刚才的那一点点“威风”都吓跑了，许多人立即放下来福枪，慌忙逃走，整个队伍崩溃了。自高自大的上尉想收拢他的士兵，重整队伍，但是他的士兵再也不听他的命令了。郑军趁机猛烈进攻，共杀了包括上尉在内的119名敌人。侥幸逃脱的荷兰兵，慌忙跑进海中，好容易才爬上了靠近海岸的领港船，拣得了自己的性命。
同时，揆一又派上尉阿尔多普带领200名士兵去增援，企图阻击中国军队。当他们赶到时，见有大批郑军上岸，打了一下就跑了，总算避免了被歼灭的命运。
在陆地上的战斗荷兰人遭到惨败，在海上战斗的荷兰人也付出了很大的代价，遭到了惨败。
荷兰人出动了两艘战船——“赫克托克”号和“斯格拉弗兰”号，以此作为水上战斗的主力，又派出小帆船“白鹭”号和快艇“玛利亚”号，辅助两艘大船进行战斗。
荷兰军舰边开炮边向郑军船队猛扑过来。郑军方面迎战的是宣毅前镇卫陈广和左虎卫左协陈冲，他们率领帆船60艘迎战荷军。荷舰长约30丈，宽6丈，船板厚2尺多，中国人称之为“夹板”船，其实是用圆木制成的，甲板上有5个桅，帆樯可以八面受风，行驶迅速，不惧逆风，每艘装有大炮20至30门。郑军的船只的大小仅为荷舰的1/3，只装大炮两门，在大洋中遇到荷舰，往往被他们利用风力和船重压沉。荷舰虽大，火炮虽猛，但它却有在港内转动不灵和易于搁浅的特点。郑军船小，但它却有灵活、机动方便的优点。
郑军全体将士，发挥不怕死的勇敢作风，当最大、最重的“赫克托克”号一开过来，便有几十艘帆船蜂拥而上，从几个方面包围“赫克托克”号，向其猛烈开火。虽然不断有郑军的船被击沉，但郑军毫不畏惧，勇往直前，使“赫克托克”号难以应付。郑军船队中有五六艘最勇敢的火攻船，满载燃烧物品，冒着猛烈的炮火，冲到荷舰近旁，把船紧贴在敌船板上，点起火种，士兵纷纷跳水泅回。忽然“轰”的一声，“赫克托克”号战舰的火药舱爆炸了，这艘荷兰军王牌战舰连同舰上100名水兵，一起葬身海底。这就是古代中国人民长期同西方殖民侵略者在作战实践中创造出来的著名的“火船战术”。
其他3艘荷舰见势不妙，急忙逃出场外。郑军勇猛追击，几乎俘获了“斯格拉弗兰”号，被它死命挣扎逃走了。经此重创，除快艇“玛利亚”逃往巴达维亚报信以外，“斯格拉弗兰”号和“白鹭”号都仓皇逃到日本去了，再也不敢在台湾露面。
荷兰侵略者的陆战、水战失败了，郑成功的军队在洋枪洋炮的殖民主义者面前，显示了威风！
郑军的行动得到了中国台湾居民的热烈支持。在当地居民的协助下，普罗文舍堡的水源和供给都被切断了。郑军抓获了普罗文舍堡守将猫难实叮的弟弟。郑成功很礼貌地接见了他，并将他送回普罗文舍堡，让他传话给猫难实叮，要求他们投降，并保证不加杀害。
荷兰人并不甘心退出台湾，在赤嵌城中他们经过开会，向郑成功提出两套解决问题的方案，一是他们拿出一笔赔款给郑成功，郑成功得到赔款后离开台湾，并允许荷兰船只自由通航。如果郑成功不同意这一条，荷兰人可以退一步，让出已被郑军控制的台湾本岛，但郑成功必须答应荷兰人可自由地集中到台湾的港湾来。
荷兰人打的如意算盘是凭借荷兰海军在实力上的优势，郑成功不会愿意与东印度公司结仇，肯定会答应两条中的一条。但荷兰人还是做了战斗的准备，决心为保卫赤嵌城而流尽最后一滴血。他们想放弃普罗文舍堡，加强赤嵌城的防守。
郑成功在赤嵌城外的郑军大帐中接见了荷兰军谈判使者。在荷兰使者送上书信说明来意后，郑成功说东印度公司考虑的只是他们的利益，信中所表示的友好是不可信任的。在荷兰公司的眼里只有利益，没有友好的。关于郑军进攻台湾，郑成功说他没有任何义务向荷兰人解释自己行动的理由，但他也没有必要隐瞒进军台湾是为了更好地同满洲人作战。郑成功严正地说：
台湾岛一向是属于中国的，在中国人不需要它的时候，可以允许荷兰人借居，现在中国人需要这块土地，来自远方的客人理应把它物归原主。这是理所当然的事。
郑成功表示，尽管我们的人民屡次遭到荷兰人的虐待，但此次来的目的，不是同东印度公司的军队作战，只是为了收回自己的产业。荷兰人撤出台湾，可以带走自己公司的财产，就是拆毁城堡把枪和物资全部运回巴达维亚，也无不可。他要求荷兰人立即执行，这样荷兰人可以得到宽恕，否则郑军将不惜一切代价驱逐荷兰人，并且全部费用都要由荷兰人支付。郑成功警告荷兰人，如果违抗命令，一意孤行，将会自取灭亡。我们当着你们的面下令攻城。
郑成功限令他们在第二天上午八时前做出决定。如果还是坚持抵抗到底，则无须再来谈判。
在赤嵌城的荷军经过讨论，终于做出了坚决抵抗的决定。他们在城头挂起了大血旗，表示决不退步。
但荷兰人做出此举同时决定牺牲普罗文舍堡。他们放弃了救援普罗文舍堡的决定。在郑军的武力威逼下，无水的普罗文舍堡终于投降并献出其一切军用物资。司令官猫难实叮及其妻子与另外的400名士兵成了俘虏。普罗文舍堡终于成为中国人的自由地。
普罗文舍堡的丢失，使得赤嵌城的荷军更加紧张。他们一面向巴达维亚总部请求援助，一面将市区的大炮移到要塞之内，想从要塞里用大炮掩护市区，妄图抵抗到底。
