十五日，断绝了水源的赤嵌城宣布投降。这样，明军没费一枪一弹，就把这颗钉子给去掉了，而明军的后续部队也在源源不断的登陆。得知赤嵌投降的台湾城陷入一片恐慌之中，现在他们没有任何外援了，只剩下自己在孤军奋战了。
十六日，上午，在一片低沉的号角声中，二百多门大炮昂起了他们的头。郑芝龙派人给荷兰总督发出了最后的通牒，如果在巳时一刻荷兰人还不投降的话，明军将发动对台湾城的进攻。
弗雷德里克总督和部下就中国人的条件进行了反复的磋商，最后决定：血战到底，等待东印度群岛的荷兰海军支援。
巳时一刻，郑芝龙命令发动总攻。最先开口的当然是明军中的大炮了，两百多门大炮同时发出了怒吼，仿佛要发泄一下自己积郁心中已久的浓重怨气。密集的炮弹不断的倾泻在台湾城上，整个台湾城笼罩在烟火之中。而顾三麻子和甘辉率领的明军北海舰队也利用自己的舰炮自海上对台湾城发动了猛烈的炮击。整整轰炸了一刻钟的时间，考虑到有些大炮的炮膛过热，容易引起炸膛，于是郑芝龙命令暂停轰击，看看炮击的效果如何。轰击的效果应该说非常理想，整个台湾城看起来囫囵的地方不算太多，到处冒着浓烟，南面的城墙有几截也被明军猛烈的炮火给轰塌了。但是荷兰士兵依然在利用残存的工事顽抗，丝毫没有投降的意思。
这时，登州老八营之一的邓右扬建议采取挖壕沟的方式，迅速突击到城下，然后挖松台湾城的墙基，埋上几百斤*，轰塌城墙，然后一举攻克台湾城。
郑芝龙大喜，笑道：“不亏是在南京讲武堂读过新式兵法的。”于是郑芝龙立即命令暂停攻击，所有部队立即准备挖掘工具。城里被一阵猛烈轰炸给搞的晕头转向的荷兰人不明白中国人的意图是什么，在惴惴不安中度过了一个下午。夜幕降临，早就休息好了的明军在百姓的帮忙下，立即开始了挖掘坑道的作业。
台湾城外是一片原野，正好适合土工作业的要求，可以使明军在一夜之间突然出现在敌人的眼皮子底下。土工作业的顺序是由前而后，由点到线，先前后再左右，先建立射击阵地，再构筑交通壕，并有重点的加以掩盖，使明军大批人马在接敌运动中，都在地面之下，将可以避免许多的伤亡。
明军军中本来就备有职业的工夫，再加上当地百姓的帮忙。到了第二天清晨，守城的荷兰士兵被眼前的一幕惊呆了，发出了慌乱的惊叫声，划了清晨的宁静，把城墙上的荷兰人都惊起来了，许多人纷纷相互询问：“中国人冲进来了？”
弗雷德里克总督和部下的将领们纷纷拿着刀枪冲到了城头上，询问发生了什么事情。一名值勤的士兵指着前方，用颤抖的声音说：“总督大人，请看那里！”
弗雷德里克总督顺着他手指的方向望了过去，不禁倒吸了一口冷气：“我的上帝！”头天黄昏，看到城外的原野上的几里内还是一片平原，现在，纵横交错、如蜘蛛网一样的坑道却铺到了荷兰人的面前。他们被这纵横交错的坑道吓傻了，不知道该如何抵御中国人的进攻。
“我们投降吧！这样我们才有活路呀！不然，这些土着人会杀死我们！”有人说出了大家的心声。
“对对！我们快些投降吧！”许多人纷纷随声附和，毕竟是自己的生命比较宝贵，顿时要求投降的声音一浪高过一浪，所有人的眼睛都盯住弗雷德里克总督，弗雷德里克总督明白，即使自己不宣布投降，这帮人也会去投降的。他长叹一声：“投降吧！被延误的福摩沙啊！”
许多人欢呼一声，立即把城头悬挂的荷兰旗扔下了城，把白衬衫等高高挂起。不久，明军就接管了这座城市。弗雷德里克总督以下两千多的荷兰士兵和平民做了明军的俘虏。
台湾一战，俘虏荷兰人两千六百四十三人，缴获军舰一艘，大炮六十四门，枪一千三百支。另外，还缴获商人和殖民当局的银两一百八十七万两，黄金十六万七千两，珠宝玉器无数。应该说是一场大胜仗，明军的损失只是二十三艘小船，三艘大船，海军士兵一百四十三人，陆军士兵除了在攻打台湾城的战斗时伤亡一百二十一人外，其他竟然没有伤亡！这不能不说是一个奇迹，除了，郑芝龙的正确指挥外，在这里起主要作用的还是明军那威力无比的大炮了。整个的战斗过程除了大炮炮弹的耗费外，子弹基本没有消耗多少，这一仗日后载入了大明帝国军事教材里，成为经典的战例！
郑芝龙晚年也都一直引以为傲
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