七月，郑成功与郑彩联合出击海澄，驻军于祖山头，但是很快清军的援军赶到，在战斗中，郑成功的部将、监军杨期潢战死，首度出师不利。
对于郑成功的出击，他的叔父郑鸿逵有些担心，他写了一封信给郑成功，告诫他首先要保住自己的老巢安平，因为安平是弹丸之地，而且无险可守，如果清军大举进攻，那么安平是很难守住的。郑鸿逵建议郑成功回师安平，乘清军不备之际，进攻泉州，只要夺取泉州，就可以作为长期发展的基地，然后等待机会，养精蓄锐，进而夺取福建。同时郑鸿逵承诺派遣一支军队，以协助郑成功发动泉州战役。
郑鸿逵建议联合郑成功攻占泉州，一方面是福建的抗清运动有了转机，另一方面是由于郑彩与鲁监国政权联合之后，逐渐在福建抗清运动中占据领导地位，如果不积极主动出击，那么日后势必被郑彩与鲁监国集团所吞并。郑成功此时苦于缺少一个可靠的后方，虽然占领了海澄外围的石尾港、九都等地，但未能攻破海澄，所以对郑鸿逵的提议，他积极响应，并很快从海澄返回安平。
八月二十二日，郑成功与郑鸿逵两路义军在泉州南的桃花山会师，泉州虽然沦于清军之手，但是清朝的野蛮政策在这里不得人心，郑成功与郑鸿逵开始进行军事行动之后，在当地乡绅的策划下，多处都爆发起义，以响应郑氏的军队。
据守泉州的清提督赵国祚率两千人出城与郑军交锋，其中五百名骑兵，一千五百名步兵，这两千名清军并不能遏制郑军的攻势，很快被击溃，退入城中。赵国祚凭借坚固的城防工事防守，郑军最善长海战，在陆地上的战斗力远逊于海上，在攻城上更是其弱项。郑成功与郑鸿逵多次发起进攻，但未能突破清军防线，而且在泉州城外，清军还有一个营寨，叫溜石寨，清军参将解应龙率军策应泉州，不断地郑军制造麻烦，使郑军在攻城上进展缓慢。
郑成功与郑鸿逵商量之后，决心要消灭解应龙的溜石寨守军，并且制定了一个计划。九月三日，郑鸿逵首先向泉州城发起进攻，当隆隆的炮声传到溜石寨时，解应龙赶紧出兵，准备前往援救，当他行进到半途时，郑成功派出的一支军队开始进攻空守备空虚的溜石寨，解应龙当即率军返回，此时郑成功早已埋伏一支奇兵等待解解应龙的到来，解应龙仓促应战，结果被郑军击毙，与此同时，郑成功的部将杜辉也击破溜石寨。
击破溜石寨的战斗，是郑成功起兵以来第一场胜战，大大鼓舞郑军的士气，同时也鼓舞泉州城内反清人士的信心。
泉州乡绅郭显准备在城内发动起义，以策应郑军的攻城，但是走露了风声，泉州清提督赵国祚派人前往捉拿，结果到了郭家后，却发现郭家一家老小都不见踪影了，但是郭显的一个小妾，名叫春姐，在关键时刻，贪图郭家的财物，向赵国祚告密，结果躲在密室中的郭显一家十三口人全部遇害，这次泉州举义的计划流产。告密的春姐也没有好下场，她也被灭口，财物被清军夺走。
在郭显失败后，赵国祚更加小心翼翼，派军队日夜巡城。
泉州西门守将杨友义暗地里与一支义军的首领诸葛斌往来，并且暗中商定，到了夜晚诸葛斌率军到西门外，杨友义界时将作为内应，打开城门。这个计划百密一疏，谨慎的赵国祚突然将杨友义从西门调到东门，事出突然，杨友义来不及通知诸葛斌，结果诸葛斌仍然按原计划，在半夜时抵达西门外，不仅没有内应，反而受到清军的围攻，诸葛斌寡不敌众，战死城门下。
泉州城被围困二十余日后，赵国祚密令漳州副将王进率兵驰援，王进有个浑号，叫王老虎，这个人作战骁勇，而且有谋略。在接到赵国祚的密令后，他调集一千五百名援军，其中骑兵五百人，步兵一千人支援泉州。王进放出风声，自称带了漳州、潮州的军队共计数万人，不日将抵达泉州城下，这种虚张声势使得郑成功的情报部门出现了重大的误判。郑成功紧急与郑鸿逵商议对策，郑成功并不想退兵，而是准备围城打援。
由于主要交通线已经被郑军封锁，王进的援军数量上其实并不多，很难强行通过，不过王进的运气不错，他居然打探到一条从南安到泉州的小路，而这条小路并没有郑军的巡逻。
王进又了次施展诡计，放出风声，假称准备袭取郑成功的老巢安平，实际则命令主力迅速通过南安小道直达泉州城外，并且出其不意地袭击郑成功的部将洪政的防地，击退洪政的部队。此时城内的清军发现援军的到来，便敲锣打鼓，以壮声势。
此时郑鸿逵与郑成功仍然对王进援军数量没有一个准确的估计，所以认为清军一部南下袭取安平，郑鸿逵担心安平失陷后，将切断郑军撤往海上的交通线，一阵心虚，下令撤退，返回金门；同时，郑成功也担心安平的安危，也下达撤兵的命令，返回到安平。
安平其实并未受到侵犯，后来的情报显示，其实清军援军总数只有一千五百人，郑成功得知后，对于放弃围攻泉州感到十分后悔，他马上派出军队设伏，企图歼灭王进这支援军，但是这次伏击战没有打响，因为王进在郑军设伏的前两天已经返回漳州。
这次进攻泉州战役的失败，固然有情报上的重大误判，同时也表明郑成功此时的力量尚不够强大，他的很多士兵是招募而来，只经过短暂的军事训练，缺乏实战经验。虽然遭遇挫折，但郑成功已初露锋芒，抗清之路，漫长而艰辛。
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