为了长期的计划，郑成功将一部分将士分配到各个汛地进行屯垦。命提督马信带兵驻扎于赤嵌城的街上继续围困，以待敌人投降。
这时，郑军从大陆开来的第二部分官兵也到了。
这部分官兵的到来，更增加了郑军必胜的信心，同时也使尚未投降的荷兰殖民者更加心慌。
郑成功不断地给赤嵌城的荷兰人送去招降书，而荷兰人却仍表示拒不投降。
这是一场信心与毅力的较量。在不断谈判的同时，双方都在准备最后一次决战。
荷兰东印度公司不甘心失掉他们多年苦心经营的这块宝地，接到报告后，迅速派出了由700名士兵和10艘战船组成的舰队，另外加上一些军用物资前往救援。
荷兰援军于西历7月5日离开巴达维亚，于8月12日驶达大员湾。
赤嵌城的荷兰人原以为来了荷兰大部队，都很兴奋。当他们看到只有700名援军时，大为失望，沮丧心情笼罩着每个人，他们对抵抗完全失去了信心。
长时间被困使士兵们疲惫不堪，士兵战死或染病而死的日益增多。他们除了采取守势，没有别的任何办法。
然而，刚来的荷兰援军很想试探一下郑军的实力。
闰七月二十一日（西历9月14日），经荷兰在台总评议会开会，制定出一套做战方案。他们打算首先把郑军驱逐出赤嵌城市区，并击毁在赤嵌城航道上的郑军船只。
闰七月二十三（西历9月16日），荷兰人按照预定计划开始行动。不料天公不作美，荷舰刚刚顺风势和潮水离开赤嵌城码头，便因为风停而不能前进了。
不久，风从反向吹来，荷舰无法到达预定地点了，当然无法对郑军构成火力进攻。但小艇的前进并没有停止，满载士兵的小艇冲向郑军船只。
失去大荷舰照应的小艇，遭到郑军猛烈的攻击，荷兰小艇遭到重创，伤亡累累，有3艘小艇被郑军缴获，其余仓皇逃到大船旁边。
郑军乘势追击，这时有两艘大荷兰甲板被潮水冲上浅滩搁浅，一艘被郑军炮火打碎，另一艘被郑军火船烧毁。不到一小时，以荷兰舰队惨败而告终。郑军缴获3只小艇，两艘大甲板船，杀死荷军1名舰长，1名副官，1名军曹和28名士兵，打伤不计其数。
当然郑军也损伤不少，150人阵亡。
荷兰人在陆地上的军事行动，由于海战的失败，也没有成功。他们考虑第二天再在陆上发动一次对郑军的进攻，但由于运送作战物资等有困难，终于没能行动。
双方进入了艰苦的相持阶段。
郑军一部分继续围城，另一部分继续开荒屯垦，但情况并不乐观。军队的供给问题日益恶化，军粮已经难以为继，官兵每天只能吃二餐。由于营养不良，疾病流行，很多人因此而死。士兵人心不稳，甚至一些大小船一有机会就设法逃走。近半年的围城，整个军队已经疲惫不堪，厌战情绪在蔓延。
郑成功严令军纪。这个时候，严格的军纪和主帅的信心毅力是至关重要的，郑成功以他坚定的信心和严格的军纪率领士兵继续围城，决心取得最后的胜利。
城内的荷兰守军情况更糟。由于疾病流行，人口已大大减少，剩下人的战斗力也大大衰弱。他们仅有的希望是公司总部派兵救援或满清政权到台湾来进剿郑军。
从巴达维亚前来救援的军队指挥官雅科布·考乌在北贸易风结束以前率了艘威力最大、航速最快的帆船另外加上两艘小船，打算到福建去与清军配合消灭留在大陆的郑军，并与清军联合到台湾攻击郑军。
然而考乌在进军福建的途中，因违反航海规律在水深35噚的地方抛锚，致使三艘船锚被风吹断，被迫返回台湾。而当这三艘船再返回澎湖时，考乌早已随另两条船驶向巴达维亚。于是荷军打算与清军夹击郑成功的计划破灭了。
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