这些自认为勇敢的荷兰人开始向郑军投降，首先是一名上等兵投降，接着是一名军曹，然后又有三名士兵相续投降。
投降的士兵供出了城内的情况，并且还向郑成功供出城堡的弱点所在，并建议郑军率先攻取乌特利支外堡以其附近的外堡山，这样可以占据地形上的优势，居高临下攻击热兰遮城。
这个价值连城的情报对郑军尽早结束这场战争起到至关重要的作用。
1662年1月，郑军在乌特利支外堡南面与东南筑起三座炮台，并且挖了大量的壕沟，修筑许多防墙与防栅，运进二十八门大炮以及数千名的士兵。与第一次进攻热兰遮城相比，郑军进攻乌特利支堡的战役准备充分，在战术上更是进步神速，虽然这场战斗在郑成功征战史中只是一次小战斗，但其意义非凡，因为这乃是一场真正意义上的近代化战争。
郑军没有再犯下同样的错误，大炮并没有被置于旷野，而是有炮台为掩体，士兵也躲在壕沟与防栅之后，以避免在荷兰强大火炮下遭到重大伤亡。
1月25日清晨，郑成功对乌特利支堡的进攻开始了。
中国军队首先开炮，二十八门大炮的轰鸣声拉开了战斗的帷幕，从南面与东面猛轰乌特利支堡，荷兰人也开炮还击，中国军队的火炮数量要比荷兰人多，在对攻中占有绝对的优势。
经过长达两个小时的炮击，郑军的大炮轰塌了城墙，郑成功两次组织突击队，想乘势夺取城堡，但是由于荷兰人火力很猛烈，未能成功。看来继续炮击是更佳选择，郑成功下令继续开炮，将乌特利支堡彻底摧毁，一颗颗无情的炮弹落在城堡上，这次炮击一直持续到了晚上，荷兰人的这个外堡被炸为一片废墟。
荷兰人被迫放弃这片废墟，退入热兰遮城。
乌特利支堡的炮战以中国军队的完胜而告终，但是荷兰人还留了一手，在撤退之时，他们将四大桶火药埋在地窖内，然后拉了一条导火索。在战斗胜利后，郑成功想亲自巡视被炸平的乌特利支堡，但此举被投降的荷兰人汉斯所阻，汉斯告