但是很快，戰場上的形勢就發生了改變，明軍戰艦數量上的優勢就體現了出來。
在帆船時代，海戰主要是近距離火炮與火器發威的階段，但是這個時候的火炮仍然是前裝火炮，不僅射程比較近，穩定性差，而且射速緩慢，需要不停的清理炮筒裡面的殘餘物，荷蘭人船上的炮手在忙於清理炮膛的時候，明軍戰艦已經展開了陣型，這時明軍戰艦靠的距離比之前更加接近，荷蘭人船上的士兵只看到迎面駛來的大批明軍戰艦上面冒出一陣火光和白煙，隨後便被一陣陣氣浪掀飛。
木質戰艦的抗打擊能力自然沒有近現代的鐵甲戰艦，荷蘭人的戰船上面被呼嘯而來的炮彈打的木屑紛飛，炮彈爆炸帶來的高溫隨即點燃了這些堅實的硬木，荷蘭人的船隻上面漸漸變得濃煙滾滾。
荷蘭人的戰艦指揮官名叫赫本，今年三十六歲，他是瑪利亞號的艦長，出征他接到的命令是衝破明軍的封鎖，接應赤嵌城的赫克託號，只是船隊此時是背風而行，專項比較困難，明軍戰艦的動作有太快，這時已經形成了很明顯的包圍態勢。
赫本意識到了情況的不妙，他連忙下令船隊向西北角轉向，瑪利亞號船上的旗手連忙揮舞着手中的旗幟開始傳達艦隊指揮官的命令，但是此時的赫克託號已經陷入了近六十艘明軍戰艦的包圍，船身上面傷痕累累，遠遠地看去滿是濃濃的黑煙沖天而起。
格拉弗蘭號在荷蘭人艦隊的最北邊，本來是最有機會完成轉向的，但是明軍迎面而來的五艘明軍戰艦都沒有格拉弗蘭號的噸位大，艦長並沒有將明軍放在眼裡，下令戰艦不轉向反而要用右舷的二十六門火炮轟擊明軍戰艦。
明軍戰艦筆直前進，看這架勢像是要直接撞向荷蘭人的格拉弗蘭號，但是荷蘭人並不懼怕，他們清楚自己有足夠的時間完成轉向。
明軍的打頭的戰艦很快就中彈起火了，船首冒着滾滾的黑煙，船速也降了下來，這時兩船隻見的距離已經非常接近了，荷蘭人的船速一直沒有降低，以方便自己完成脫離或者轉向。
不過此時荷蘭人船上的所有士兵都大呼小叫起來，就連一直鎮定自若的艦長這時也是滿臉驚恐，慌亂的指揮舵手轉向，明軍海面上的明軍戰艦這時候已經排成了一排，船身上面都燃燒着熊熊烈火，十幾艘小船從五艘大船下面劃過，向着岸邊劃去，明軍戰船藉着風力急速向着格拉弗蘭號衝了過去，而令荷蘭人驚慌失措的就是這五艘船身中間連在一起的那一根鐵索，荷蘭人發現明軍的意圖已經太晚，來不及躲避的格拉弗蘭號很快就被五艘燃燒的明軍戰艦纏在一起，船上的荷蘭人紛紛向着破濤洶涌的大海跳下去。
格拉弗蘭號的焚燬不僅嚴重打擊了荷蘭人的士氣，更加嚴重的是阻擋住了荷蘭艦隊的航線，船隊不得不減速然後才能通過這片海域，這時明軍戰艦早已經嚴陣以待了，白鷺號剛剛完成了一般的轉向便被明軍戰艦擊成重傷，慌忙之下將兩側的火炮和重物都拋向大海已減輕重量才得以冒着黑煙向北逃脫。
瑪利亞號比白鷺號的情形稍稍好一點，赫本本打算返回熱蘭遮城，但是這時明軍軍艦已經完成了半月形包圍，後退的道路也被阻斷了，他只好下令船隊向北航行，沿着白鷺號的航行的軌跡向北逃脫了明軍的圍堵，當然，這個過程中是免不了要吃一頓明軍的炮彈的。
其他小型戰艦就沒有白鷺號和瑪利亞號這麼幸運了，它們的噸位更小，速度更慢，很快就被數量衆多的明軍戰艦擊成。
海戰一共進行了不到兩個時辰，明軍一共損失了十五艘戰艦，擊成了六艘荷蘭軍艦，擊傷了兩艘，荷蘭人可以調動的水面力量被一舉殲滅，荷蘭人失去了大海灣的制海權，從此以後荷蘭人就陷入了被動挨打的境地了。
鄭成功在岸上見到明軍水軍戰勝了荷蘭人的艦隊，知道了此戰其實已經大局已定，他鬆下了一口氣，一面安排士兵深入島內去收集糧食，一面安排下士兵切斷了赤嵌城的水源和糧食供應。
赤嵌城的守將叫做貓難實叮，他見明軍在赤嵌城的四周堆積了大量的幹木柴草，心裡深深憂慮，明軍圍成二十五天之後，赤嵌城內的水源和食物都已斷絕，貓難實叮見明軍守備森嚴，軍容嚴整，知道突圍不能成功，於是派出使者前來求見鄭成功，希望能夠嚮明軍投降。
鄭軍於5月2日進駐赤嵌城，赤嵌城的收復標誌着登陸之戰階段的結束。
這個時候熱蘭遮城的指揮官揆一還不知道赤嵌城已經陷落了，他派出一支三百人的軍隊企圖從陸地上面趕去支援赤嵌城。
前去支援赤嵌城的荷軍行至七鯤身，還沒來得及列陣，就被鄭軍的藤牌兵沖垮，不得不狼狽退守熱蘭遮城。雖然此時熱蘭遮城內荷軍僅有870人，赤嵌城又在鄭軍手上，熱蘭遮城已是一座孤城。但是，熱蘭遮城是荷蘭殖民者在臺灣的統治中心，城堡堅固，防禦設施完整。城四隅向外突出，置炮數十尊，且炮火密集，射程遠，封鎖了熱蘭遮城周圍的每條通道，荷軍官兵此時也具有一定的戰鬥力。可鄭成功對此認識不足。在貓難實叮前往熱蘭遮城勸揆一投降遭到拒絕之後，他於5月5日就下令軍隊從七鯤身南端登陸，待機而動。至24日止，鄭軍基本上是按兵不動，雙方只是偶爾發生幾次小接觸，荷軍爲了破壞鄭軍即將發起的進攻，時常從城堡裡拋擲炸彈和石子，傷害了不少鄭軍官兵。其間，鄭成功曾兩次寫信令揆一投降均遭拒絕。24日，鄭成功調集28門大炮架設在平野上，炮口對準了熱蘭遮城。26日凌晨，鄭軍向熱蘭遮城進行了持續八個小時之久的炮擊，炸塌了部分城牆，荷軍亡4人，傷者數人。熱蘭遮城的堅固恰恰在這裡發揮了“作用”，揆一憑藉堅城，下令荷軍儘可能隱蔽，不許反擊。當鄭軍炮擊接近尾聲，步騎兵向熱蘭遮城推進時，荷軍炮兵突然轟擊，鄭
軍士兵猝不及防，傷亡甚重。出乎鄭成功意料的是，當天下午，一股荷軍居然殺出城，並從鄭軍手中
“奪到了一門發射六磅炮彈的大炮和三匹戰馬”。
鄭成功大怒，下令陸軍猛攻熱蘭遮城，明軍一連攻了三天時間，幾乎每支部隊都上了戰場，三天時間不僅沒有攻下熱蘭遮城，而且明軍士兵傷亡人數達到了三千餘人。