鑒于台灣城城池堅固，強攻一時難以得手，為了減少傷亡，進一步做好準備，朱顯波決定采既「圍困俟其自降」的方針。一方面派遣傷不起率兵扎營台灣街圍困荷軍，一方面把各鎮兵力分駐各地屯墾。同時前往高山族人民聚居的四大社（新港、目加溜灣.肖壟、麻豆，均在今台南縣）進行巡視，受到當地人民的熱烈歡迎。
同時不斷的從福建用船運送步兵前往台灣，以期全面肅清荷蘭余毒。也防止荷蘭人從印度洋支援過來。
五月二日，明軍軍第二梯隊6000人在唐寧波等將領的率領下，乘船20艘抵達台灣。明軍軍的兵力得到加強，供給得到補充後，從五月五日開始，在所有通向城堡的街道上都築起防柵，並挖了一條很寬的壕溝，圍困荷軍。朱顯波又三次寫信勸揆一投降。揆一仍幻想巴達維亞會派兵增援，拒絕投降。
「皇上，讓臣做先鋒攻城吧。」後來的唐寧波主動請纓。
「唐將軍，既來之則安之，朕來了幾個月了都不急呢，將來有你立功的地方。替朕多想想破城之策吧。」
「微臣明白。」這海路結合戰，唐寧波也不怎麼有把握，既然皇上有計劃，就按計劃進行吧。
朱顯波在等荷蘭人投降，情報工作也沒停下，一方面是把真實的戰報放給荷蘭人，另一方面是散布謠言，大明將傾全國之力圍困荷軍至彈盡糧絕，當然更主要的是看看是否荷蘭人真有支援。
五月二十八日，荷蘭殖民當局得到荷軍在赤嵌城戰敗和台灣城被圍的消息後，匆忙拼湊了7000名士兵、10艘軍艦，由雅科布?考烏率領，經過38天航行，于七月十八日到達台灣海面。
他們見明軍戰船陣容雄壯，躊躇不前，加之風浪很大，在海上停留了將近一個月之後，才有5艘戰船在台灣城附近海面碇泊。其中「厄克」號觸礁沉沒，船上士兵被我軍俘虜。從俘虜口中得知荷蘭援軍兵力情況後，加緊進行圍城和打援部署。
七月二十一日，駐台灣荷軍當局決定︰用增援的艦船和士兵，把明軍逐出台灣城市區，並擊毀停泊在赤嵌城附近航道上的明軍船只，以擺月兌被圍困境。荷軍分水、陸兩路向明軍發起進攻。海上，荷艦企圖迂回我軍側後，焚燒船只，反被明軍包圍。大明水軍隱蔽岸邊，當敵艦闖入埋伏圈後，立即萬炮齊發。
經過一小時激戰，擊毀荷艦兩艘，俘獲小艇三艘，使荷蘭援軍損失了一個艇長，一個尉官，一個護旗軍曹和1280名士兵，另有一些人負傷。荷軍其余艦船逃往巴達維亞。陸上，荷軍的進攻同樣遭到失敗。此後，荷軍再也不敢輕易與明軍交戰。至此，英雄善戰的特種兵部隊戰功無數，僅傷二十人、死五人。
看來戰場上會功夫還是有好處，炮火奮飛的時候，身手是否敏捷決定了成活率。朱顯波暗自下決心，回到京師之後要擴大特種部隊規模，每年征召各門各派的願意為朝廷效力的，加強軍事理論的灌輸，爭取搞個特戰大隊。
台灣城的荷軍被圍數月，軍糧得不到補給，因而士氣低落，不願再戰。八月，揆一為了挽救行將滅亡的命運，企圖與西班牙軍勾結，夾擊大明軍。揆一的使者到澳門後想，西軍要求荷蘭人先派戰艦幫助他們攻打泉州，然後再解荷軍之圍，揆一無可奈何，只好派雅科布?考烏率領漂泊在海上的3艘戰艦、2只小艇前去攻襲泉州。
朱顯波令穆友前率艦隊回援，並通知李自成從陸路逼近澳門。
本來朱顯波一向想依靠西班牙人提供技術才給他們在澳門留了個基地，如今他要是鐵了心幫助荷蘭人，那麼就趁機將其趕出去。西班牙人當然不會不知道，朱顯波能打下台灣，那麼小小的澳門就只能說不費吹灰之力了。
考烏心存畏懼，中途轉舵駛往暹羅（今泰國），以後又逃回巴達維亞。于是，荷軍勾結西軍夾擊明軍的企圖完全落空了，士氣更加低落，不少士兵力求活命，陸續向明軍投降。
從俘虜中了解到荷軍的上述情況後，決定把對荷軍的封鎖戰術轉為進攻，在對方從巴達維亞和中國大陸獲得救兵之前，向熱蘭遮城堡的荷軍發起猛烈攻擊。為此，明軍增建了三座炮台，挖了許多壕溝，以遏制荷軍的炮台。
1639年農歷一月二十五日清晨，朱顯波下令炮轟烏特利支圓堡。在兩個小時內，明軍發射炮彈2500發，在該堡南部打開了一個缺口，當天即佔領了該堡。明軍居高臨下，立即利用此堡改建炮台，向台灣城猛烈轟擊。荷軍團守孤城，岌岌可危，揆一在城上督戰，看到城防已被突破，手足無措。在這種情況下，朱顯波派龍康仔入城勸降。
龍進士對揆一說︰「此地非爾所有，乃太師練兵之所。今我主前來，是復其故土。此處離爾國遙遠，安能久乎？我主動柔遠之念，不忍加害，開爾一面︰凡倉庫不許擅用；其余爾等珍寶珠銀私積，悉听載歸。如若執迷不悟，明日環山海，悉有油薪磺柴積壘齊攻。船毀城破，悔之莫及。」
荷蘭殖民評議會召開緊急會議，討論形勢及對策。
台灣城被圍已近9個月，荷軍死傷16000余人，能參加戰斗的士兵僅剩6000余人，且已彈盡糧絕，疾疫流行，形勢已完全絕望。評議會認為︰「如果繼續戰斗下去，可怕的命運將降臨到每一個人頭上，而這樣堅持，對公司也沒有什麼好處。」揆一走投無路，只得同意由評議會出面談判。經過會談，揆一「願罷兵約降，請乞歸國」。
這也許是荷蘭東印度公司自從成立以來遇到的最大的打擊，他們怎麼也想不明白，這大明的皇上居然親征，而且大明的水師似乎是在一夜之間崛起的。當然，現在後悔已經來不及了，要總結還得回到印度洋。
農歷二月一日，荷蘭駐台灣長官揆一簽字投降。荷軍交出了所有城堡、武器、物資，包括傷病員在內的約900名荷蘭軍民，最後由揆一率領，乘船撤離台灣。
至此，荷蘭侵略者在台灣的殖民統治宣告結束，寶島台灣又回到祖國的懷抱。朱顯波花了近一年時間才清除掉盤踞在台灣人，戰斗的激烈程度和荷蘭人的頑固程度都超出了朱顯波的想象，也許台灣對一個西方航海大國太重要了，他們才不肯舍棄。朱顯波也慶幸自己訓練了特種部隊，而且御駕親征，這樣減少了不少損失的同時也見識了什麼叫航海強國。當然，荷蘭人撤往麻六甲時遭遇海盜李華梅，那是後話。
收服台灣的意義不僅僅是祖國統一，而是大明帝國終于向西方的海上霸主開戰了，這也許是一個新時代的開始，面對同樣火槍火炮的荷蘭人，朱顯波等人不能掉以輕心啊。瞬即調整海軍布防，龍康仔任台海艦隊司令，轄新戰艦8艘駐防台灣，北海和東海艦隊各增加兩艘新建回原地駐防。
武力收復台灣後，朱顯波一刻也沒停下對荷蘭文化的清洗，下令拆除一切外國標致，恢復學堂和各地文官官府建制，畢竟荷蘭人盤踞已有時日，文化收復台灣任重而道遠，朱顯波不敢掉以輕心。
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