郑成功为人志大才雄，遇事独断于心，具有极其坚毅的性格。在决策收复台湾问题上又一次显示了他的这种性格特征。
在进攻南京战役失败以后，郑成功把目光转向了台湾。1659年（顺治十六年，永历十三年）十二月，“议遣前提督黄廷、户官郑泰督率援剿前镇（戴捷）、仁武镇（康邦彦）往平台湾，安顿将领官兵家眷”。次年正月，达素统领清军入闽，郑成功为集中兵力迎战，不得不暂时推迟这次军事行动。击败达素调集的各路清军之后，郑成功加紧了复台的准备工作。1660年冬，他派出大批军队到广东潮州沿海地区筹集粮食。次年正月，他在厦门传令大修船只，听令出征。召集诸将举行秘密会议，训话道：“天未厌乱，闰位犹在，使我南都之势，顿成瓦解之形。去年虽胜达虏（指达素军）一阵，伪朝（指清朝）未必遽肯悔战，则我之南北征驰，眷属未免劳顿。前年何廷斌所进台湾一图，田园万顷，沃野千里，饷税数十万。造船制器，吾民鳞集，所优为者。近为红夷占据，城中夷伙不上千人，攻之可垂手得者。我欲平克台湾，以为根本之地，安顿将领家眷，然后东征西讨，无内顾之忧，并可生聚教训也。”这是郑成功正式提出收复台湾为根本的战略计划。参加会议的多数将领对于收取台湾安顿家眷心存疑虑，一个个面有难色。宣毅后镇吴豪说自己曾经几次到过台湾，那里荷兰人的“炮台利害，水路险恶”，“风水不可，水土多病”，不赞成出兵台湾。大将黄廷说：“台湾地方闻甚广阔，实未曾到，不知情形。如吴豪所陈红毛炮火，果有其名，况船大又无别路可达，若必由炮台前而进，此所谓以兵与敌也。”建威伯马信发言道：“藩主所虑者，诸岛难以久拒清朝，欲先固其根本，而后壮其枝叶，此乃终始万全至计。信，北人也，委实不知。但以人事而论，蜀有高山峻岭，尚可攀藤而上，卷毡而下；吴有铁缆横江，尚可用火烧断。红毛虽桀黠，布置周密，岂无别计可破？今乘将士闲暇，不如统一旅前往探路，倘可进取，则并力而攻；如果利害，再作商量，亦未为晚。此信之管见也。”郑成功听后赞扬道：“此乃因时制宜，见机而动之论。”吴豪再次发言反对，各将领“议论不一”。参军陈永华发言：“凡事必先尽之人，而后听之天。宣毅后镇所言，是身经其地，细陈利害，乃守经之见，亦爱主也，未可为不是。如建威之论，大兴舟师前去，审势度时，乘虚觑便，此乃行权将略也。试行之以尽人力，悉在藩主裁之。”接着，协理五军戎政杨朝栋发言支持郑成功，认为恢台之举可行。郑成功非常高兴，称赞“朝栋之言，可破千古疑惑”，当即拍板决定兴师复台。这次军事会议的显著特点是：郑成功部下将领和兵员多是经济比较发达的福建沿海州县人，而当时台湾尚处于初期开发阶段，吴豪的意见自然有一定的代表性。马信是北方来归将领，陈永华是文官，他们虽支持复台，不足以扭转会议倾向。杨朝栋是郑鸿逵旧将，他表态之后，郑成功立即抓住时机，断然作出决策，体现了他的领导艺术。兴师驱荷，是中国近三百多年来在台湾问题上一个极其重要的决策，对台湾这块自古以来中国的领土的发展前途影响至为深远，出兵前这次军事会议在史册上是重要的一页，多数闽籍将领的留恋乡土，胸无远志，正好衬托了郑成功的目光远大。
郑成功的复台计划，经过周密的准备。除了修理战船、备办粮饷、器械以外，他在军事上的部署值得特别注意。郑成功的基本意图是取台湾为复明基地，而不是撤往该地。所以，他必须考虑既能从荷兰殖民者手中夺回台湾，又不能失去厦门、金门、南澳一带近海岛屿。因此，他决定亲自统率主力出征台湾，这支主力又分为首批和二批；在金门、厦门、南澳一带留下了相当兵力：命忠勇侯陈霸防守南澳，警惕清广东军阀苏利、许龙乘虚而入；派郭义、蔡禄二镇前往铜山（今东山）会同原镇该地的忠匡伯张进守御该岛，必要时策应守南澳的陈霸部；留户官郑泰（成功宗兄）和参军蔡协吉守金门；洪天祐、杨富、杨来嘉、何义、陈辉守南日、围头、湄州一带，连接金门，以防北面来犯之敌；由世子郑经守厦门，辅以洪旭、黄廷、王秀奇、林习山、杜辉、林顺、萧泗、郑擎柱、邓会、薛联桂、陈永华、叶亨、柯平，与洪旭之子洪磊、冯澄世之子冯锡范、陈永华之侄陈绳武三人调度各岛防守事宜。
跟随郑成功收复台湾的将领和官员有马信、周全斌、萧拱宸、陈蟒、黄昭、林明、张志、朱尧、罗蕴章、陈泽、杨祥、薛进思、陈瑞、戴捷、黄昌、刘国轩、洪暄、陈广、林福、张在、何祐、吴豪、蔡鸣雷、杨英、谢贤、李胤、李袭。1661年（顺治十八年）誓师，参加誓师礼的有原兵部尚书唐显悦、兵部侍郎王忠孝、浙江巡抚卢若腾、吏科给事中辜朝荐、右副都御史沈佺期等，此外还有明宁靖王朱术桂、鲁王世子朱桓、泸溪王、巴东王和留守文官武将。从参加饯行宴会的人来看，基本上包括了当时在金、厦地区的全部明朝头面人物，也许其中一些人并不赞成郑军主力开赴台湾，公开反对的是兵部侍郎张煌言。张煌言认为台湾距大陆较远，郑成功以主力复台即便如愿以偿，却离抗清前线远了，这同他的急切兴复明朝的主张是相左的。张煌言在《上延平王书》中毫不客气地说：
窃闻举大事者，先在人和；立大业者，尤在地利。……即如殿下东都（指台南，一本作东宁，误。郑成功改赤嵌为东都，至郑经时改东都为东宁）之役，岂诚谓外岛足以创业开基，不过欲安插文武将吏家室，使无内顾之忧，庶得专意恢剿。但自古未闻以辎重眷属置之外夷，而后经营中原者。所以识者危之。……故当兴师之始，兵情将意，先多疑畏。兹历暑徂寒，弹丸之域，攻围未下（可见煌言此书写于荷兰台湾殖民者投降前夕）。是无他，人和乖而地利失宜也。语云：与众同欲者罔不兴，与众异欲者罔不败。诚哉是言也。是虏酋短折，孤雏新立（指清帝福临病死，玄烨幼年继位），所云主少国疑者，此其时矣。满党分权，离衅叠告，所云将骄兵懦者，又其时矣。且灾异非常，征科繁急，所云天怒人怨者，又其时矣。兼之虏势已居强弩之末，畏海如虎，不得已而迁徙沿海，为坚壁清野之计，致万姓弃田园，焚庐舍，宵啼露处，蠢蠢思动，望王师何异饥渴。我若稍为激发，此并起亡秦之候也。惜乎殿下东征，各汛守兵，力绵难持，然且东避西移，不从伪令，则民情亦大可见矣。殿下诚能因将士之思归，乘士民之思乱，回旗北指，百万雄师可得，百十名城可下矣。又何必与红夷较雌雄于海外哉！况大明之倚重殿下者，以殿下之能雪耻复仇也。区区台湾，何预于神州赤县，而暴师半载，使壮士涂肝脑于火轮，宿将碎肢体于沙迹，生既非智，死亦非忠，亦大可惜矣。况普天之下，止思明州（厦门）一块干净土，四海所属望，万代所瞻仰者，何啻桐江一丝，系汉九鼎。故虏之虎视，匪朝伊夕，而今守御单弱，兼闻红夷搆虏乞师，万一乘虚窥伺，胜败未可知也。夫思明者，根柢也；台湾者，枝叶也。无思明，是无根柢矣，安能有枝叶乎？此时进退失据，噬脐何及。古人云：宁进一寸死，毋退一尺生。使殿下奄有台湾，亦不免为退步，孰若早返思明，别图所以进步哉！昔年长江之役，虽败犹荣，已足流芳百世，若卷土重来，岂直汾阳、临淮不足专美，即钱镠、窦融亦不足并驾矣。倘寻徐福之行踪，思卢敖之故迹，纵偷安一时，必贻讥千古。即观史载陈宜中、张世杰两人褒贬，可为明鉴。九仞一篑，殿下宁不自爱乎？夫虬髯一剧，祗是传奇滥说，岂真有扶余王乎？若箕子之居朝鲜，又非可以语今日也。某倡义破家以来，恨才力谫薄，不能灭胡恢明，所仗殿下发愤为雄，俾日月幽而复明，山河毁而复完。某得全发归故里，于愿足矣。乃殿下挟有为之资，值可为之势，而所为若是，则其将何所依倚。故不敢缄口结舌，坐观胜败。然词多激切，触冒威严，罔知忌讳，罪实难逭矣。惟愿殿下俯垂鉴纳，有利于国，某虽死亦无所恨。谨启。
很明显，张煌言对郑成功的决策复台是不赞成的，信中处处流露出对郑成功的失望，认为复台的目的是脱离抗清前线，仅从郑氏一家私利考虑取远离大陆的台湾为安身立命之所，是无意复明的表现。这表明张煌言和郑成功两人的着眼点有很大的差异。张煌言是在儒家学说熏陶下成长的仁人志士，具有鞠躬尽瘁，死而后已的精神，缺点是眼界狭窄。他在信中说的清顺治帝去世，主少国疑，实行迁海政策等给复明势力提供了有利时机，虽有一定道理；但从全局来看，清廷已经比较牢固的稳定了在大陆的统治，张煌言的立论未免过于乐观。相形之下，郑成功比他现实得多。郑氏家族本是海上起家的，这种家族历史背景使他视野开阔，台湾、澎湖沃野数千里当然包括在赤县神州之内，为解决数十万兵员和其他人士的粮食、物资供应，光靠金门、厦门、南澳等弹丸之地是绝对支持不下去的。清廷实行沿海迁界政策，郑成功了解的情况决不亚于张煌言。这一政策并不意味着清朝把沿海约三十里的广袤土地让给郑军，任其屯田扼守；而是一种短视的封锁政策，旨在切断郑军从内地取得物资的通道。如果郑军登陆，清政府将凭借陆战的优势驱逐其下海。郑成功正是有见及此，不顾张煌言和部下多数将领的反对，毅然决定进军复台。何况，张煌言写这封信时正是荷兰殖民当局即将投降之时，如果郑成功采纳了他的意见，就将功亏一篑，台湾的历史走向很可能完全不同，郑氏集团的抗清事业也必然更早失败。这再一次证明分析各种人物在历史上的作用是非常复杂的，即便像张煌言这样出类拔萃的人物也不免在个别重大问题上作出错误的判断。
1661年（顺治十八年）二月初三日中午，郑成功率领首批军队乘船出料罗湾，次日过午到达澎湖。初六日，他亲祭海岳，巡视附近岛屿，对随行诸将说：“台湾若得，则此为门户保障。”随即留下陈广、杨祖、林福、张在四将带兵镇守澎湖。初七日，下令曰：“本藩矢志恢复，念切中兴。前者出师北讨，恨尺土之未得，既而舳舻南还，恐孤岛之难居，故冒波涛，欲辟不服之区，暂寄军旅，养晦待时。非为贪恋海外，苟延安乐。自当竭诚祷告皇天，并达列祖，假我潮水，行我舟师。尔从征诸提、镇、营将，勿以红毛火炮为疑畏，当遥观本藩鹢首所向，衔尾而进。”第二天，郑成功在自己的座船上竖起帅旗，发炮三声，金鼓震天，直航台湾。未刻，已抵鹿耳门。成功命何斌坐于斗头引导船队绕过荷兰炮台，强行登陆。在岛上几千名中国人的协助下，不到两个小时已有数千名战士踏上了台湾的土地。大批战舰和船只也驶抵热兰遮和普罗文查（即赤嵌城）之间的海湾。
当时，荷兰在台湾的兵力只有一千多名，长官揆一和评议会率八百多名驻于沙洲上建立的热兰遮城堡，海面有以赫克托号为主的四条战舰，在隔湾（当时称大员湾）相对的台湾本岛上的普罗文查堡有四百名兵员防守。此外，在鸡笼（今基隆）、淡水有微不足道的一点兵力，后来都集中到热兰遮。郑军顺利登陆后，骄横的荷兰殖民者企图在海上和陆地同时发起进攻，一举击败立脚未稳的郑军。他们以最大的赫克托号带领三艘战舰凭借火炮等装备的优势首先向郑军舰船开炮。郑军派出了各装两门火炮的六十艘舰船迎战。战况非常激烈，发射炮弹的硝烟弥漫，以致在稍远的地方无法辨认双方船只。中国的战舰在制造和装备的火炮上虽稍逊于敌舰，但他们英勇奋战，利用自己在数量上的优势四面围攻荷舰。突然，中国战舰的大炮射中了赫克托号的弹药仓，引起强烈爆炸，赫克托号连同所载士卒葬身海底。另一艘荷舰斯·格拉弗兰号也被郑军火船引燃，仓皇逃离。海战以荷方惨败告终。陆上的战斗情况也差不多。荷方派贝德尔上尉（中方文献写作拔鬼仔）率领二百四十名精兵出击。贝德尔对中国军队怀有西方殖民者特有的偏见，他认为中国人都是胆小如鼠，“只要放一阵排枪，打中其中几个人，他们便会吓得四散逃跑，全部瓦解”，“据荷兰人估计，二十五个中国人合在一起还抵不上一个荷兰兵。他们对整个中华民族都是这样看法：不分农民和士兵，只要是中国人，没有一个不是胆小而不耐久战的，这已经成为我方战士不可推翻的结论。……他们认为，国姓爷士兵只不过同可怜的鞑靼人（指清军）交过锋，还没有同荷兰人较量过；一旦和荷兰人交战，他们便会被打得落花流水，把笑脸变成哭脸”。战斗在郑军登陆的一个名为水线尾的沙洲上展开。郑成功派黄昭带领五百名铳手携连环熕二百门在正面列阵阻击，杨祥率藤牌手五百名绕到敌之左翼侧攻，肖振宸率领二十艘大船摇旗呐喊，作进攻热兰遮状。贝德尔的军队同黄昭部接战时，以十二人为一排，连放三排枪，出乎他们意料的是郑军并没有一听枪声就失魂落魄地四散奔窜，而是沉着应战，像一座铁壁一样阻挡着荷军前进；杨祥部从旁夹击，“箭如骤雨”，这些自命不凡的荷兰官兵的“勇气”“完全为恐惧所代替，许多人甚至还没向敌人开火便把枪丢掉了。他们抱头鼠窜，落荒而逃”。郑军乘势全线出击，“直到上尉及其部下一百十八人全部战死”，剩下八十名见机行事的士兵涉过水深及颈的海面逃到船上返回热兰遮向他们的长官报告这场出击的经过。
郑军在海上、陆上初战告捷，荷兰人已失去了出击的信心，躲在城堡里等待救兵。郑军“切断了海陆交通，包围了普罗文查要塞，切断了它同热兰遮的联络，使各自陷于孤立。他们也完全控制了乡村，禁止福摩萨人同被包围的军民有任何接触，使他们不能帮助遭到攻击的荷兰人（按，此处福摩萨人指高山族同胞，但是高山族百姓决不会支持以掠夺为目的的荷兰殖民者）。上述行动由于得到中国居民中二万五千名壮丁的帮助，在三四小时内就完成了。那些惊慌绝望的福摩萨人也被迫向敌人屈服，同所有中国居民一样，被利用来危害我方”。
完成对荷兰两座城堡的包围之后，郑成功决定先攻台湾本岛上的普罗文查堡（赤嵌城）。初十月，他命令士卒每人持草一束，堆置城下，派通事向荷军守将描难实叮发出最后通牒，如果再不投降就点火焚城。描难实叮向热兰遮求救无援，被迫投降。《被忽视的福摩萨》记载，五月四日，“司令官献出了普罗文查要塞以及一切军用物资，他本人及所有士兵都成了战俘”。这样，荷兰殖民者在整个台湾地区的据点只剩下近海沙洲上孤零零的一座热兰通城堡。即如荷方记载，“大员（热兰遮城所在沙洲）只是一块荒漠的沙洲，寸草不生，四面环海，不能跨出一步。他们也没有足够的人力或其他方法打击敌人。惟一的希望是守住热兰遮城堡，等待从巴达维亚得到有力的援助”。
郑成功军在台湾基本站稳脚根后，于三月下旬（公历五月一日）致信荷兰殖民当局，要求热兰遮投降，荷兰人可以携带全部财物乘船离开台湾。信的全文如下：
大明招封大将军国姓致书于大员长官费烈德瑞克·揆一阁下：澎湖地近漳州诸岛，乃该州所属之地。大员紧依澎湖，故此地亦必归中国同一政府之管辖；事实证明隔海两边地区之居民皆系中国人，其处田产自古以来即为彼等所有并垦殖。先时，荷兰船只前来要求通商，其人于此处并无尺寸之地，余父一官出于友善指出该地，仅允借给。
余父之时及后来余本人均试图一本友好之念与该公司相处，为此目的余等每遇荷兰人犯即行释放，遣之回乡，遐方诸国尤以贵公司当已洞悉，贵公司定能历述余之深恩厚意。阁下居于此地已历多年，亦必尽知此情，而余之英名阁下谅必早铭于心。
现今余已亲统大军临于此地，意在不仅利用此地区，并将建立容纳众多人口之城池。
你应该知道，继续占领他人之土地（此地属于余等之祖先，现传授于余）是不正当的。阁下与诸议员（若足够明智）定当明于此义，因此，如果你即来谒见余，并通过友好之谈判将城堡转交予我，那么，我将不仅对你加官进爵，赦免你等及妇孺之生命，并将允许你们保有原有财物，如果你们愿意还可以在余统治下仍居于此地。
但是，如果与此相反，你们不听余言，故持异议，敌视于我，当深思任何人将不获生存，全遭屠戮；假如你们企图暗中离开尔等之城堡，逃入船中，开往巴达维亚，尔国严格之法律有禁于此，亦将处以死刑；在此情况下尔等亦无生路。你们无需在是否投降于我之问题上争论不休，也无需过多地考虑此举是福是祸，因为迁延时日只会错过机会，那时你们将后悔无及，望及早作出决定。
最后，我已派出十二船官兵进入尔等之城，以防止一切抢掠与混乱，这样居住于那里的人——中国人以及荷兰人——都将保有其财物，无人受害，如此一切人均将安全有保，任何人无需害怕余之官兵。
书于永历十五年三月二十九日，钤国姓爷印。
当天，荷兰殖民者在台湾设立的评议会讨论是否接受郑成功所提条件。与会者知道热兰遮市区已被郑军收复，城堡成了孤注，守军只有五百人，形势极为不利，正如这次会上荷兰人表述的：“他们的力量很强大，他们的中国臣民遍布全境，完全能够切断我们的粮食供应。”但是，与会者非常明白一旦投降，荷兰东印度“公司就几乎不可能再回到这个岛屿来”。经过一番紧张的商议后，评议会决定第二天派议员樊·伊伯伦和检察长勒奥纳·德·勒奥纳杜斯为全权代表去同郑成功谈判，他们“婉转地对其率领大军前来表示不满”，要求保留热兰遮炮台及其通往航道的入口和位于赤嵌的普罗文查堡，郑军则可以“不受阻碍地进入全岛的其余部分”。这实际上是一种缓兵之计，其意图是在兵力不足的情况下迷惑郑成功，先行保住在台的两个重要军事据点，等待荷占巴达维亚东印度公司的援军，再重整旗鼓，霸占台湾、澎湖。
郑成功洞察殖民者的阴谋，坚持荷兰人必须全部撤出台湾。他对使者义正辞严地说：“该岛一向是属于中国的。在中国人不需要时，可以允许荷兰人暂时借居；现在中国人需要这块土地，来自远方的荷兰客人，自应把它归还原主，这是理所当然的事。”“两使者狼狈而归”。在揆一领导下的荷军固守热兰遮待援。
五月，郑成功的第二批军队黄安、刘俊、陈瑞、胡靖、颜望忠、陈璋六镇乘船二十艘到达台湾，军事力量进一步增强了。郑成功即着手建立在台湾的行政机构，把赤嵌改名为承天府，任命杨朝栋为府尹，府下设天兴、万年二县，以庄文烈、祝敬分任知县。这时大军初至台湾，地方尚待开拓，军心未定，所用粮饷、军械仍须由金、厦运送。世子郑经派兵部都事杨荣押送补给物资时，报告守铜山（东山）的蔡禄、郭义二将暗中勾结叛将黄梧，密谋降清。郑成功惟恐后方不稳，命杨荣回厦门向洪旭传达密谕，叫他转令蔡、郭二将立即率部来台，如果二人拖延观望即证明确有异图，授权洪旭当机立断，处死二将。洪旭奉谕派人往铜山传达郑成功的调兵命令。蔡禄、郭义既同黄梧有勾结，接到率部渡海赴台的命令，自知阴谋败露，于是狗急跳墙，决定立即发动叛乱。铜山主要守将忠匡伯张进是忠于复明事业的，蔡禄、郭义为了把铜山献给清朝，企图胁迫他一道降清。他们谎称广东许龙兵到，调兵分据四门。张进得知二将谋反，携印从后门逃出，被叛将追及。张进无奈，只好假装表示愿意同蔡禄、郭义归清；暗中却同部将吕簇商议对策，吕簇建议派人急往厦门向世子郑经请援。张进知道叛军已控制全岛，使者无法通过，决定在自己的卧室内密置火药数十桶，邀请蔡、郭二人前来议事，待二人到后点燃火药，同归于尽。这样，逆首既除，吕簇可以乘机请郑经急派兵将收拾局面。定计后，即由吕簇通知蔡禄、郭义，说张进有机密事相商，因身体不适，请二人前来议事。不料，二人怀疑其中有诈，拒不入内。张进见计不行，叹息道：“计不成矣，天也。吾尽吾心而已。”他命吕簇和随从避出，自己点燃火药，轰然一声，壮烈捐躯。
留守厦门等岛屿的郑经在处理铜山谋叛事件上优柔寡断。五月间既已获悉蔡禄、郭义有异谋，却没有及时派兵前往防范。六月初三日接到蔡、郭二人公开叛变后才实施戒严，准备船只。初九日得知张进被迫自焚时才由厦门派黄廷、杜辉、黄元、翁天祐、何义、黄昌、杨来嘉等统军乘船南下铜山平叛，镇守南澳的陈霸（即陈豹）也率领舟师前来铜山会剿。蔡禄、郭义直到十九日才纠众把铜山抢掠一空后，在清黄梧、福建右路总兵王进忠、诏安副将刘进忠接应下由八尺门渡至大陆向清方投降。黄廷、陈霸等在铜山登岸已为时过晚，只好派兵防守炮台，安抚遗民，向郑经报告善后情形。郑经命洪天祐、黄元留守该地，黄廷等回厦门，陈霸仍守南澳。
郑成功统率主力部队围困热兰通城堡，在相当一段时间里没有发动攻击，意图是等待固守堡内的荷军弹尽粮绝，不战自降。当时，郑军的粮食供应也相当困难，士卒甚至靠采集李子等果实充饥。郑成功在台湾百姓（汉族和高山族）的支持下，派出部卒实行屯田和征税，在经营台湾的道路上迈出了重要的一步。据守热兰遮的荷军在长官揆一领导下仍固守待援。八月十二日，荷兰东印度公司从巴达维亚派遣以雅科布·考乌（Jacob Caeuw）为司令的救援舰队到达热兰遮海域，揆一等堡内荷军欣喜异常，以为可以内外配合击退郑军。不料天公不作美，海上飓风突起，考乌带领的荷舰被迫离港，远泊海外达二十八日之久。在风平浪静之后，考乌的舰队也没有再回到热兰遮来，这位司令找了个借口自行返回巴达维亚了。真正的原因是考乌带的援军兵力有限（荷方记载只有七百名士兵），他亲眼看到了郑军的雄姿，断定援救台湾已无济于事了。
援军的溜走，使困在热兰遮堡中的荷军“空喜欢了一场”。何况，“他们知道舰队只载来七百名援军，这不会使他们的处境比战争开始时更好”。时间的推移，使城堡内的荷军精疲力竭，患病的人数增加，绝望的情绪漫延开来。十二月十六日（公历），一批荷兰守兵在军曹拉迪斯（Hans Jur-gen Radis）带领下出城向郑军投降。他们不仅讲述了热兰遮城内的详细情况，还提出了两条建议，一条是“充分利用围城内普遍存在的惊慌情绪和疲弱状态，不仅要用封锁，而且要用连续攻击，来彻底疲惫敌人，使其完全绝望。这样做既不费事，又不需要很长时间，因为城堡建筑得很坏，经不起大炮猛轰两个整天”。另一条建议是先攻占热兰遮堡旁边小山头上的乌特利支圆堡，取得制高点。郑成功欣然接受了这些建议，立即调集军队，配备了二十八门巨炮，开始攻坚战役。公历1662年1月25日，郑军攻占乌特利支圆堡，荷兰殖民者知道他们统治台湾的末日已经来临。揆一同评议会的成员经过五六天的会议反复权衡利弊之后，终于决定“趁早把城堡交与敌人，争取优惠条件，是为上策”。在评议会一致同意下，揆一派出使者向郑成功接洽投降事宜。2月1日双方达成协议。投降协议书开头说：“本条约经双方订定，并经双方同意，一方为自1661年5月1日至1662年2月1日包围福摩萨岛热兰遮城堡的大明招讨大将军国姓殿下，另一方为代表荷兰政府的热兰遮城堡长官弗里德里克·揆一及其评议会，本条约包括下列十八款。”第一款：“双方停止一切敌对行动，从此不记前仇。”第二款最重要：“荷方应将热兰遮城堡、外堡、大炮、剩余的军用物资、商品、现金以及其他属于公司的财产全部交与国姓殿下。”第六款：“经检查后，荷兰士兵得以在长官指挥下，扬旗、鸣炮、荷枪、击鼓、列队上船。”此外，允许荷兰人携带私人钱财和航行往巴达维亚途中所需的各种生活用品；殖民当局的档案可以运走；双方交换俘虏。据揆一记载：“当这一投降条约由双方按照手续签了字，条约上的各项条件一一履行，一切弹药、储藏物资（指条约允许部分——引者）都运到船上之后，我方战士便全副武装，举着旗帜列队从城堡走出，把城堡交给国姓爷的军队，他们立即进入城堡，完全占领该地。”一般学者认为双方签字的日期就是条约中所写的1662年2月1日，荷兰殖民当局及其士兵全部撤走的日期大约是2月10日。时人沈光文正在台湾，对郑成功率领的中国军队光复台湾兴奋不已，赋诗云：“郑王忠勇义旗兴，水陆雄师震海瀛。炮垒巍峨横夕照，东溟夷丑寂无声。”
当16世纪到17世纪西欧殖民者侵入美洲、非洲、东南亚，把大片土著居民世代居住的土地变成自己的殖民地的时候，却在中国被碰得头破血出，举着降旗灰溜溜地离开。究其原因固然同下面两点有关：一，中国当时在科学技术和军事、经济实力上同西方国家差距不大；二，在当时的交通条件下，西欧殖民者到中国近海地区作战必然面临兵员、装备、粮食等后方补给的困难。但是，郑成功个人的作用是不能低估的。他不仅是当时中国人中能够正视世界的佼佼者，又拥有实现自己的理想所必需的力量。在需要为民族的尊严和国家的利益而战斗的时候，郑成功和他的将士无所畏惧，懂得如何利用自己的优势弥补自己的劣势，从而夺取胜利。郑成功在驱逐荷兰殖民者的斗争中表现的大智大勇，为维护祖国神圣的领土作出的贡献，将永远光照史册。