清顺治四年（1647）初，郑成功由海路到南澳招兵，招得数千人，初步建立左右先锋、左右护卫、亲丁、楼船六镇兵马，在厦门东南面的小岛鼓浪屿扎营练兵，并派遣总兵黄恺在安平一带征粮筹饷。不久，郑成功联合父亲旧部郑彩、郑联、杨耿等主动出击，进攻海澄港（今福建龙海），因与守城的清军实力悬殊，无功而还。同年八月，屯兵金门的叔父郑鸿逵表示愿意助郑成功拓展地域，郑成功在诸叔父中与郑鸿逵关系最为亲密，于是与之合兵进攻闽南富庶府城泉州，在桃花山与清军激战。南明旧臣沈佺期率晋江一带的义师前来支援，另一位南明旧臣王忠孝则从惠安、莆田起兵响应。郑军在泉州城外大破清军赵国祚部，杀其参将解应龙，迫近城下。但由于郑军此时尚无余力打援，当漳州清军大部骑兵从西侧支援泉州之时，郑军抵御失利，郑鸿逵首先撤军逃遁。郑成功考虑到自己孤军难支，只得退保安平。泉州战役虽然以郑军退兵告终，但泉州城被围十日，郑成功初试兵锋，威名开始在东南沿海传播开来。此后，不愿降清而逃散各地的郑氏旧部纷纷前来投奔，许多南明宗室遗臣也逐渐云集归附，郑成功以水师为主，军队不断壮大，形成一支对清军颇具威胁的力量，从海上和陆上陆续对清军发起进攻。清顺治五年（1648）四月，郑军攻占同安县，首次设官管理。
同年五月，郑芝龙旧部辅明侯林察从广东回到福建，向郑成功禀报流亡广东广西的明朝旧臣拥立桂王的消息。桂王朱由榔的父亲朱常瀛是明神宗第七子，弘光朝时避乱逃到广西梧州，后来死在了广西。隆武政权灭亡后，广西的明朝官员推举朱由榔继位，于清顺治三年（1646）十月在广东肇庆称监国，十一月十八日正式称帝，改元“永历”，以此号召各地义师抗清复明。郑成功闻讯后将自己的手放在额头上，高兴地说：“我终于有了新的君主了！”他传令设置香案，望南朝拜，随后亲手写下一份贺表（历代帝王有庆典武功等重要事件时，臣子所写的祝颂文表），派遣使者从海路辗转进入广东呈送给永历皇帝。从此郑成功及其子孙始终尊奉永历为正统王朝，一直到它灭亡，都没有改换永历年号。同时，郑成功向永历皇帝报告了他在东南沿海抗击清军的情况，表示愿意在永历皇帝的领导下东西配合，共谋复兴。后来，郑成功还与永历政权的军事统帅李定国建立作战同盟，形成东南沿海与西南地区两大抗清的主要战场。
清顺治五年（1648）八月，清军攻破了郑成功刚刚收复的同安，守城郑军将士浴血巷战，全军覆没。清军攻城后进行疯狂屠杀，血流沟壑，五万余人尸横遍野。两年后同安僧人才将曝散各地的死难兵民尸骨拾取集中掩埋在一起，取“同日归灭”的意思，立“同归所”碑记于其上，如今碑记尚在。同安失守对于在军事上刚刚立足的郑成功是一个沉重的打击，使他失去一个进出厦门的门户。郑成功只得怅然退往铜山岛（此时铜山已归附郑成功），募兵筹饷。
永历二年（1649）九月，漳浦清军守将王起俸慕郑成功背父抗敌的义名，派人求见郑成功准备里应外合帮助郑军夺取漳浦，不料密谋泄露，清军加强城防。见起事无望，王起俸只得丢弃家眷，带领着几名部将到铜山投奔郑成功。十月，在王起俸的引导下，郑成功亲统水师攻克邻近漳浦的云霄港，斩清军大将张国柱，俘其中军将领姚国泰，顺利攻克云霄城。战役结束后，姚国泰愿意归降，郑成功非常高兴。原来，郑成功一直苦于无法抵御满洲铁骑，常常思虑组建一支能在平原地带作战的骑兵，然而部下将士多数都来自福建和广东，擅长水战而不善于骑射，所以攻城略地，战斗力不强。之前已有王起俸前来归降，王起俸是南京凤翔人，善于骑射。而姚国泰是湖南武陵人，也擅长骑射，正是郑成功渴求的人才，因此对两人赏赐有加，还将部将叶宦的女儿许配给王起俸。后来王起俸受命组建“铁骑镇”，专管所谓的“北标将”（来自北方的将士），教授马上骑射的技法。郑军铁骑镇官兵在交战时如果无法夺取对方的战马，就飞速割取对方马耳，使马匹无法在奔跑中保持平衡，以毁去敌骑，“杀马如屠”成为一种战术。
云霄之战以后，郑成功乘胜进兵诏安，在盘陀岭与清军激战。不料当天大雾弥天，郑军所处方位不利，几个镇的部队在茫茫的雾海中相互辨认不清，阵地一片混乱，无法抵挡清军的进攻，只得鸣锣收兵，匆忙撤出云霄，由分水关退入广东潮州。潮州是郑芝龙当年曾经管辖过的地方，郑成功听取部下意见，决定不攻打城池，先打潮汕各处不肯归顺的土豪寨堡，以筹措军粮，保证后勤供应的充足。所以这一时期，郑成功基本上是在潮汕一带用兵，接连击败许龙、张礼等海寇，取得粤东鱼米之乡潮阳县，郑成功派赫赫有名的大将洪旭驻镇守卫，管理粮饷征收与运输工作。后来广东潮阳、揭阳两地成为郑氏多年筹集军资粮饷的重要后方。
郑成功转战东南沿海数年，与清军作战各有胜负，许多攻下的地方都是得而复失，战果难以巩固，无法对清军形成有效的打击。因此，战略形势对郑成功提出的迫切要求，就是必须建立巩固的后方某地，用来训练部队、囤积军粮、安顿将士家眷，形成有力的后勤保障。
永历四年（1650）七月，由于清军增援部队进入潮汕地区，郑军难以抵敌，再次退回铜山，没有实现以潮州为基地的愿望。八月，族叔郑芝鹏来到潮阳，劝说郑成功夺取厦门为基地，得到镇将施琅为首部属的赞同。当时厦门被郑氏旧将郑彩、郑联兄弟所占据，郑彩早年曾认郑芝龙为义父，与郑成功也以兄弟相称，但几年来双方并没有什么来往。而且郑彩被浙江鲁监国政权封为“建国公”，兵众船多，夺取他控制的厦门并不容易，郑成功感到踌躇难办。施琅提出，经侦察得知郑彩率船队外出浙江海域，只留下郑联守卫厦门。郑联计谋、勇力远不及他的兄长，听说成天沉迷于酒色，对百姓强征税收，横行霸道，百姓早已怨声四起，夺取他所控制的厦门就不算不义之举。郑成功从抗清大局出发，采纳了施琅的主张，于是很快回师鼓浪屿。那时正赶上八月中秋，郑成功在厦门城东万石岩与西边虎溪岩之间的半山塘埋下伏兵，邀请郑联到虎溪岩赏月宴饮。当天黄昏时分，郑联只带几个护卫应约而来，双方对着明月一直畅饮到将近半夜，郑联才醉醺醺地辞别回营，途经半山塘松林间，郑成功部下大将杜辉带领伏兵手持利刃闪身而出，人已半醉的郑联护卫哪是对手，郑联瞬息间被刺杀于林中。郑成功得报，即刻传令发兵入城。郑联辖下将领陈俸、蓝衍、吴豪等人素闻郑成功移孝作忠、毁家抗清的声名，又见首领郑联已经身亡，纷纷表示愿意归顺。于是郑成功收编郑联的军队，其旧将多编入水师。而郑彩的部将杨朝栋、王胜、杨权等人也先后脱离郑彩投奔郑成功。不久，郑彩的部队在浙东海域被鲁监国部属周鹤芝所击溃，失去了兵权，郑成功亲写书信将他召回，后来老死于厦门。
永历四年（1650）十月，郑成功接到永历帝朱由榔自广西梧州送来的求援急报，决定亲领大军南下广东勤王（古代君王统治受内乱外患威胁的时候，臣子带兵救援）。郑成功决定入粤还有另外一个目的，就是继续在潮州地区筹集粮饷，解救先期前往却在潮州陷入困境的叔父郑鸿逵。大军出发前，族叔郑芝莞请命留守厦门，郑成功命部将阮引、何德统领水师，蓝登统领陆师，听从郑芝莞号令守御厦门，自己率主力于永历五年（1651）正月抵达广东南澳，与郑鸿逵会合。经商议，决定由郑鸿逵率领部分兵将和战船回厦门协守，郑成功仍率主力攻打潮州、惠州。
对于郑成功的决定，郑军左先锋镇总兵官施琅深感忧虑。他认为，郑军刚刚取得厦门，人心未定，主力远征清军兵力较强的地方，有可能变生意外，留守厦门的军力十分有限，守将郑芝莞又是个胆怯无谋、夸夸其谈的人，假如清军趁机来袭，后果不堪设想。但在当时的情况下，郑成功受勤王之命，施琅不敢公然劝阻，郑芝莞是郑成功的叔父，施琅也不便有所异议。左右为难之下，他便假托自己头天夜间做了一个梦，预示本次出师前景不利，请郑成功慎重考虑让军队停止进发。据明郑户官杨英撰写的《从征实录》记载，郑成功“知来意，心含许之”，意思是心中明白施琅的弦外之音，却不但没有对他表示赏识之意，还命令他即刻交出兵权，随郑鸿逵回厦门，由副将苏茂代理左先锋镇。这是郑成功与施琅之间的第一次冲突，郑成功少年得志，性格刚毅，遇事容易冲动，他对施琅的傲慢跋扈怀有戒心，未能发挥其所长，而施琅投在郑成功麾下本想大显身手，却遭到部分将领的排挤，始终没有受到重用，倍感冷落。后来又因为一系列的复杂原因，双方的矛盾日益激化，恃才傲物的施琅最终与郑成功公开决裂，投靠了清廷，这是后话。就这样，被解去兵权的施琅随郑鸿逵的船只踏上归途，郑成功则在惠州打了一次胜仗，夺取了平海海口的大星所城，缴获城中囤积的粮食。
然而这时郑军的后方厦门正经历着一场危机。清朝福建巡抚张学圣、巡道黄澍、福建右路总兵马得功得知郑军主力远行，就在永历五年（1651）二月底迫使留在安平的郑成功季叔郑芝豹派出船只，运载清兵渡海偷袭厦门。郑芝豹因为兄长郑芝龙在清朝手中，不敢拒绝。清军顺风南下，突然兵临厦门岛，郑军水师将领阮引、何德惊慌失措，不战而逃，镇守厦门的主帅郑芝莞席卷家藏财物，弃城驾船逃逸。郑成功的夫人董氏带着年幼的儿子郑经，怀抱祖宗牌位，拦住郑芝莞的船只，郑芝莞被统帅夫人迎头撞见，不禁尴尬万分。清军占领厦门后，搜掠郑氏囤积在此的黄金珠宝与粮食辎重无数，郑军后方积蓄数日间化为乌有。据郑成功后来回复父亲的书信中估计，永历五年因厦门失守而被清军掠夺的黄金九十余万两，珠宝数百镒，米粟数十万斛，其余将士的财帛与百姓钱谷不计其数。
这次事件使刚刚建立后方基地的郑军在经济上蒙受重大损失，所以当三月初厦门失守的消息传到广东时，郑成功震惊万分，部下将士念及家属安危，焦急哭诉，大有“脱巾之虞”（指脱下军帽逃亡），无奈之下，郑成功只得传令终止南下，回师救援。这个时候郑鸿逵率领从广东返回的郑军到达厦门，被解职的左先锋施琅率领十余只战船先回，发挥水师优势，将清军围困于厦门近海的筼当港内。清将马得功派人求见郑鸿逵说情，以被软禁的郑芝龙性命相要挟，要求通过郑军封锁线离岛。郑鸿逵以兄弟家眷安危为念，竟然下令撤围，并且派遣船只运载清军脱逃。四月初一日，郑成功回到厦门，了解了事件的来龙去脉后，心情极其愤怒，他拔刀割断自己的头发，传令不许郑鸿逵、郑芝莞及其他亲属进入中军营帐，他说：“载敌人来的是五叔（郑芝豹），载敌人逃脱的是四叔（郑鸿逵），弃城不顾、拱手让敌的是芝莞功叔（指同宗叔父），这是家门的不幸，与敌人有什么关系呢！”对三位叔父近似于通敌的行为表示了强烈的愤慨。
厦门失守使郑成功深切体会到任人唯亲与军纪松弛的重大危害，决心根除弊病。他传令大会文武，公议厦门失守功罪。施琅虽因阻挠出师勤王一事被免职，但因奋勇杀敌、收复厦门有功，仍赏给花红银二百两，不战而逃的水师将领阮引被斩首、何德革职抵罪，郑芝莞论罪当斩，他还想为自己的行为进行狡辩，郑成功面罩寒霜，严正指出，当大军南下之时，郑芝莞自请统帅水陆师防守厦门，并表示“有失愿依军令”，现在一箭未发率先逃命，弄得城毁人亡，辎重（古代军事中的用语，表示运输部队携带的军械、粮草、被服等物资）尽失，不杀无以服众。随即郑成功请出隆武所赐的尚方宝剑，将郑芝莞斩首示众，接着传令三军说：“本藩（郑成功当时尚未封王，但明制驸马待遇礼同亲王，所以成功自起兵之日起一直自称“本藩”）铁面无情，诸位勋臣镇将，各宜努力，假如怯敌不前进，本藩自有国法在，即使是我的亲族成员也是不能原谅的！”由于郑成功执法无私，严于赏罚，另一位叔父郑鸿逵也认识到自己犯下的大错，自请离职回金门休养，将兵将战船全部交由郑成功指挥。至此，郑成功控制了厦门、金门，军事实力空前壮大。
厦门、金门的取得，使郑成功从此建立了一个巩固的抗清基地，这是郑氏抗清事业发展的重要转折点。郑成功还先后控制了郑彩、郑联、郑鸿逵的兵将和战船，军事实力大大增强，此后东南沿海郑氏旧部基本统一在郑成功的指挥之下。浙东鲁监国抗清力量在舟山遭到清军毁灭性的打击之后，也在永历五年（1651）十二月进入厦门海域，归附于郑成功的麾下。
前面讲到，郑成功向永历帝表示愿意在他的领导下东西配合，共谋复兴，并与永历政权的军事统帅李定国建立作战同盟。为了减轻西南地区永历政权遭受的清军军事压力，开拓东南抗清局面，从永历六年（1652）至永历十二年（1658）期间，郑成功率军驰骋于闽南大地，打了许多战役，其中最著名的当数海澄战役和漳州战役。
永历六年（1652）正月，郑成功亲率水师由中权关攻下海澄，接着连续攻克漳浦、诏安、平和几个县城，进兵围困长泰。三月，清朝闽浙总督陈锦率师救援长泰，郑成功移营于江东桥一带，调动全部兵力，采用“处处设伏、诱敌深入”的战术，与清军展开激战，不到一日就将清军击溃，迫使清军退入同安，郑军乘胜包围闽南重镇漳州。此后，郑成功指挥水师，发挥海战优势，在崇武海域再次大败清军，缴获大船十余艘。陈锦战败后，又急又怒，在军营中鞭打奴仆泄愤，遭到鞭打的奴仆在夜间将陈锦刺杀后投奔郑成功。不过郑成功虽然在江东桥大战中取得胜利，却在接下来围攻漳州长达七个月没有取得任何进展，终于在粮食匮乏、兵士困倦的情况下宣告退兵。这次围攻漳州的战役也暴露出郑军勇于搏战，却无力攻坚的弱点。所幸的是，后来在永历八年（1654）十一月，漳州清军千总（清军中下级军官，正六品官衔）刘国轩暗地里献城归降，郑军终于拿下漳州城。
永历七年（1653）五月，清朝平南将军金砺率满汉精锐大举进攻海澄，距离郑军营地仅半里之距，以大小铳炮数百门日夜轰击，郑军营垒塌毁过半，将士伤亡颇重，一时军心不稳。郑成功在这严峻关头，冷静传谕各镇营说，“此城如不能守住，还谈何恢复中兴？本藩早晚自会定下破敌的计策，必然能杀得清军它片甲不留”。郑成功还令参军（郑军文职官员，在军中参赞军事）携带着隆武帝所赐的“招讨大将军”印到各军营中，表示有能力率众守城破敌的，就将以此印相授，其实是表达郑成功将要与海澄共存亡的决心。这样一来，全军将士受到振奋和鼓励，各镇总兵纷纷来到中军营帐前请战，提督甘辉还高声吟诵南宋丞相文天祥诗句“人生自古谁无死，留取丹心照汗青”，与诸将相互激励。郑成功十分高兴，亲自倒酒犒劳将领，并亲自登上敌楼（城墙上或军营中防御敌人的城楼）观战，在炮火中处之泰然。不料前方清军见有明将登高远眺，就向敌楼发射火炮，提督甘辉见前方火光闪现，知道清军发远程火炮，急将郑成功一把抱下敌楼，躲开致命一击，回头看时，整座木头建造的敌楼被炸得粉碎，二三亲随士卒尽皆丧命。这次历险让郑军官兵终生难忘，后来被记录在郑成功部属杨英的《从征实录》中。由于营寨连遭清军炮击，防护多被毁坏，郑成功下令各营将士挖掘地窖藏身，不会被清军的炮火所杀伤。等到清军火药用尽准备登城时，郑成功速令将士各执大刀大斧迎头砍杀，短兵肉搏，战斗异常激烈，清军三进三退，都不能攻入海澄城一步。郑军神器镇点燃事先掩埋于护城河里的地炮和火药，一时间火光满天，将刚渡过护城河的大部分清军烧死。于是郑成功下令郑军将士乘胜出击，清军狼狈逃窜，精锐丧失殆尽。这一次郑成功面对的是真正的满洲军马，郑军以弱胜强，击退兵力和装备均处于优势的清军，充分显示了郑成功杰出的军事指挥才能。不久，他被永历皇帝册封为延平王，大将黄廷、甘辉、王秀奇、赫文兴、万礼五人，也因此战战功卓著，被册封为伯爵，其余将领也都得到封赏。
海澄战役之后，郑成功在军事上进入鼎盛时期，明郑军事集团遥奉西南永历皇帝，接纳从各地汇集而来的明臣遗老，明确提出“抗清复明”“恢复中兴”的政治主张。经济上，郑成功利用厦门港的人文、地理优势，“通洋裕国”，积极发展海上贸易，从而使厦门在政治、军事、文化各方面都得到前所未有的发展。
永历九年（1655）二月，由于郑成功已被册封为延平王，他认为眼下东征西讨，政务繁多，后方管理混乱，于是召集部属，公议按郡王礼制仿设政务官，设置吏、户、礼、兵、刑、工六官及察言、承宣、审理等官，分管各项事务。原浙东鲁监国（此时已按郑成功要求撤去监国称号）部下将领张名振特别提醒设官名称不能有所僭越（古代臣子做事、使用物品都有礼节上的严格规定，不能与皇帝相仿或者超载皇帝，否则就称“僭越”），经过再三讨论，比照流亡西南的永历帝的设官标准，终于确定所谓“六官”的称谓和规格。郑成功根据六察官的提议，下令改厦门为思明州，开设了培养文官人才的“储贤”“育胄”二馆。不过，郑成功这一次承制设六官可能未取得永历帝的授权，标志着明郑地方政权相对独立性的确立。
郑成功据有厦门、金门之后，即着手加强练兵与扩大军队规模。随着兵力的壮大和攻城作战的需要，郑成功将部队分为水陆师，但鉴于沿海作战的特点，要求陆师官兵也能随时登船，适应海上作战。郑成功根据明朝的兵制，分陆师70余镇，水师10余镇，镇将挂总兵衔；镇下设营或协，营将挂参将衔（也有挂副总兵衔的）；营、协下设班，班长为守备衔。陆师镇上设前、后、左、中、右五位提督，负责统领各镇（也有自己的直属兵马），以前提督黄廷为陆师总督。水师则设有内司镇及前军、后军、左军、右军、一镇、二镇、三镇、四镇、五镇、前镇、后镇共十二镇（以后略有变动），以辅明侯林察为水师总督。郑成功对于归附的鲁监国部将给予充分的信任，多数将领出任水师镇将，如张名振归附伊始，即管理水师前军，永历七年（1653）升为水师总制。据史料统计，此时郑军水陆师总兵力已达十余万，大小战船近万艘，战船计有大熕船、沙船、乌船、水艍船、赶缯船、快哨等数种。陆师则设置骁骑镇（骑兵）、神器镇（管铳炮火器）、藤牌营（盾牌手）等特殊军种，其中骁骑镇一直为郑成功所看重，只是马匹来源有限，郑军又一直未能夺得一处原野地方作为养马场，所以该镇一直未能得到扩充，郑成功引为恨事。为了应付与清军骑兵的作战，郑成功于永历十二年（1658）三月组建了一支全身穿戴铁甲的陆师，称为“虎卫镇”。选入虎卫镇的士兵，必须能够提起300斤大石，舞动50斤大刀，平时配备云南斩马刀（斩马刀，形似日本倭刀，窄而长，刀柄近整把刀长的二分之一，便于双手持握，这样使刀比单手更加有力得多）和弓箭，临阵遇敌就作为先锋，专攻砍劈敌人骑兵的马足，当时民间号称“铁人”。郑成功还从现实出发，认为“铁人”也要随战船行动，每到一处海岸，都必须涉足泥沙滩涂，难免陷足于海泥，只有赤脚最为便利，于是改下身铁甲为“铁裙”，铁裙只披挂至大腿处，以方便涉水登岸之用。事实证明，郑成功对“铁人”装备的改进是十分英明的，后来在多次战役中，特别是在北伐战役中，“铁人”所向披靡，发挥了极大的战斗威力。
郑成功对于操阵练兵极其重视，常常亲临校场（古时候操练军队或比武的场地）监督士兵操练，这是他久经沙场，在不间断的实战中养成的习惯。他很清楚地知道面对的敌人势力强大，希望自己的将士能够以一当十。所以无论是出征还是驻守，他都要求将士操练不辍，每月还要安排一次主要为比试骑射的“大较”。在厦门，郑军开设了一个最大的校场，称作“演武场”（遗址在今厦门大学校园内）。永历九年（1655）二月，郑成功为了就近教练和观看士兵操演阵法，还指示工官冯澄世在演武场旁边修筑了一座叫“演武亭”的高楼。另外，在邻近的澳仔海湾辟出一处水域，作为水师演练战船的场所，民间俗称为“演武池”。此后，郑成功在不必带兵外出作战的时日，就会集合各镇、营士兵在演武场上日夜操练，常常逐队指示，要求极其严格。陆师阵法以“五梅花操阵法”为主，士兵根据传统五行学说分为五队，迅速穿插变化，水师则另外订立水操法，为使将士熟记阵法变化，还将操练要旨刻印成册分发各营传习通行。在水师战术上，郑成功继承和改进了父亲的遗法，总结了闽南海上气候特点，重视利用天气、风向、水流，以火器为主，远则铳炮交击，近则顺风冲犂（闽南语，乘风冲撞之意），要求处处立于不败之地。因战船扬帆冲撞，对敌船发射火箭、投抛火罐火筒，都需要抢占上风，才能发挥最大威力，因而郑成功再三强调水师将领必得熟识风向、水流，否则不得指挥战船。
有史料还记载，郑成功根据闽南渔民习俗，严格要求将士在船上赤足操练，不提倡穿鞋，尤其不能穿着皮靴，违令者必遭重责。其原因是战船常被海浪冲溅，而且为了防止船板浸水腐烂，都要涂上桐油，着水后行走极易打滑，作战时如穿鞋可能不慎跌到，更不用说还要往来奔跑、运送火药铳炮了，这时候赤足就不容易脚下打滑。而且，海战之时，当敌我两船靠近的时候，常常需要拉弓射箭，如果脚下站不稳，上身必然摇摇晃晃，根本谈不上从容开弓。若是赤脚，则能将五个脚指头牢牢抓在甲板上，如同吸盘一样，容易帮助全身站稳，开弓放箭就有力量。所以赤脚作战成了郑军水师的一大特色，以致当时清军常常蔑称郑军为“赤足海贼”。但就是这些富有闽南渔村习俗特点的赤脚勇士，却常常在海上杀得清兵狼狈不堪、屡吃败仗。
还有一件事值得一提，早期郑军水师战船的指挥，以鸣金击鼓作为进退的号令，可是时间久了，特别是风雨天的时候，指挥战船的将领头戴铁盔，两边的护颈掩住耳朵，加上其他将士所穿戴的铁甲在运动中铿锵作响，常常影响了主将的听力，以致指挥错乱，好几次险些互相撞船。郑成功发现这个情况，经过与各镇总兵官仔细商议，下令各战船另外竖立一根桅杆，挂上红白两色灯笼，约定进兵升红灯笼，退兵升白灯笼，这样即使在夜间作战，也可识别主帅号令，避免发生错误影响战局。后来，水师引港船也采用这种升灭灯笼的做法，使泊船靠岸的时间大大缩短，水师行动更加迅速。
郑成功选将治军，强调以“胆勇”为上。他说：“士兵的勇敢或胆怯，全看将领的引导。假如将领稍稍退却，那么士兵虽然勇敢也不会争先向前了。假如将领勇敢无畏，那么虽然是弱兵也一定会奋勇杀敌，这就是强将手下无弱兵的道理。所以士兵贵在精干，而将领尤其贵在细细挑选，这才是最重要的事情。”他甚至提出，“将领要胆勇为上，带兵为其次”。因此，郑成功下令在演武场上竖立“练胆”二字石刻，用来昭示全军将士。由于郑成功督练苛严，郑军将领都不敢稍有草率，否则即使战功显赫，也难逃重责。例如，大将赫文兴，一向自视是“藩主”（藩主，是郑军将领对郑成功的尊称）的爱将，他在永历六年（1652）从海澄港附近的中权关归降时，郑成功特赏他白银五千两，任命他为前锋镇总兵官，后来在历次战役中骁勇善战，累积战功升任左提督，还由郑成功报请永历帝授予“祥符伯”爵位。不料当上伯爵不到一年，就在永历九年（1655）五月一次统帅观兵的时候，赫文兴因督兵操练队伍不齐，郑成功非常生气，要在校场上责打赫文兴四十军棍，其他将领求情才免除责罚，最后被降职一级，以致赫文兴惊忧患病，不久就郁郁不乐地亡故了。另外护卫前镇总兵官陈尧策，也是因为操练不合法度，被郑成功即刻解除兵权，命令其改任文职，派他到琅琦岛（位于福建闽江入海口）管理地方粮饷事务。
郑成功治军思想的另一项重要原则，就是严肃军纪，主要表现在两个方面，一是不准临阵退却，二是严禁骚扰百姓。对于作战勇猛、战功显赫的将领，郑成功都给予丰厚的赏赐，甚至为他们提请封爵。对于临阵退却、无令擅战者，诛罚尤其严重，即使是亲信爱将，有触犯军令的，都严惩不贷。这样的事例，在杨英撰写的《从征实录》中，不胜枚举。特别是永历九年（1655）五月，郑成功遵照前明规制，在军中设置“大监督”“监督”，作战时随同各提督、总兵出征，凡是遇上军中有重要事务、机密情况，都必须及时报告到统帅那儿。他们的衔阶为左都督或都督同知，职高权重，对临战退却的将领具有纠举生杀大权。后来郑成功又从育胄馆学生中选拔许多阵亡将领的后代充当监纪官，派入各镇内，负责记录功罪，作为赏罚根据。为了给予督阵官有力的权限，郑成功下令授予每位督阵官铁杆红旗一面，上书“军前不用命者斩，临阵退缩者斩，副将以下先斩后报”，用以督促警示各镇营将领。郑成功严肃军纪的措施固然有些偏激过于严苛，但在当时敌强我弱的形势下确实起到了提升军队战斗力的作用。
郑成功能以弹丸数岛抗击已据有天下的清王朝，还有很重要的一点就是能长期得到所在地百姓的支持。所以郑成功十分注意与百姓的关系，严禁部属士卒无故扰民。督饷官黄恺是郑氏旧将，因在晋江一带“凌剥百姓”，为郑成功所杀。永历九年（1655）十月，郑军路经湄州（今福建莆田），有士兵擅取百姓一只鸡，被告发后枭首示众（斩首高悬示众），带兵的提督甘辉也被责打10军棍。在此后北征出师前及北征途中，郑成功连续五次发令重申《出军严禁条令》，再三告诫部众，兴师北伐，是为了“恢复大事起见、报国救民起见”，“江南地方，务要一草一木不动”，“如有违令，断必依法而行，通船通队，尽行枭示”，并再次将严禁奸淫、焚毁、掳掠及宰杀耕牛等事项文字刻印军中颁行，总之要做到所经地方，对百姓秋毫无犯。清初黄宗羲所著《郑成功传》评价说：“郑成功兴兵以来，军纪严明，禁止奸淫掳掠。他的军队出行时，妇女儿童甚至都敢和军队争抢着过路呢。”
由于清军在闽南战场连遭惨败，清廷许多官员认识到对付郑军单凭军事进攻难以奏效，同时认为必须先行摧毁西南李定国抗清力量，打破东南、西南两个抗清军事集团互为犄角的局势。因而在海澄战役之后，大约在1653年至1654年间，清廷数次以高官厚禄为诱饵，并以郑氏亲眷性命相要挟，对郑成功进行“招抚”。被软禁在北京的郑芝龙为求保住性命，也遵照顺治帝的旨意，派家人到福建劝说郑成功投降就抚。郑成功从战争局势出发，既要考虑父亲兄弟的安全，又想趁机扩展兵力和赢得喘息之机，因而对郑芝龙派家人送来的劝降书信，在经过一番苦心思虑之后，做了言辞闪烁、意味深长的答复。信中指出清朝从前对父亲不守信义，生怕重蹈覆辙。清廷从郑芝龙处获知郑成功的顾虑，随即又敕谕郑芝龙，说过去对他“猜疑不释，防范过严”，其实并不是朝廷本意，乃是“逆臣多尔衮”的过错，现在皇恩浩荡，决定加封郑芝龙为“同安侯”，封郑芝豹为左都督，希望郑氏能够体察朝廷的安抚之意。又下令刑部逮捕清顺治八年（也就是南明永历五年，1651年）领兵偷袭厦门、抢掠郑氏集团财产的福建巡抚张学圣、总兵马得功等人，希望能够平息郑成功多年来因此事件对清军的积怨。
为了进一步表示招抚郑成功的诚意，清廷于顺治十年（南明永历七年，1653年）连下三道诏令，封郑成功为“海澄公”，许诺让他负责“闽海地方保障事宜”，准备拨给漳州府地方驻扎郑氏兵将，条件是郑成功必须剃发，郑成功审时度势，决定将计就计，利用与清朝周旋谈判之机，在沿海各府县征集粮饷，以充裕军粮。因而他在给父亲郑芝龙的复信中虽然再次申明自己“佩服《春秋》大义”“大义灭亲，从治命不从乱命”的思想，但也提出清廷先让出福建、浙江、广东三省作为和谈的条件。就在清朝使臣南北往返以及清廷内部就招抚郑氏争议未定的时间内，郑成功分遣各提督、镇将率兵进入漳州、泉州、兴化（今莆田）、永春各府州县派征粮饷，提督黄廷在云霄征得米五万石，镇将黄兴、万礼在龙岩征得饷银二十万两，镇将陈六御、杨朝栋往惠安、仙游，征得饷银三十万两，其余各镇也多有所获。郑成功还亲率戎旗镇将士出征南安、惠安，征讨不服征派者，清廷急于招抚郑成功，对此无可奈何，地方府县也因之睁一只眼、闭一只眼。不久，清廷再次做出让步，答应对郑氏由原来拨给漳州一府之地扩大为漳州、泉州、潮州、惠州四府，并加封郑成功为“靖海将军”，急切希望和议能成。永历八年（1654）二月，清朝派遣的议和使者内院学士郑库纳、扎齐纳携带靖海将军印信和敕书（古代皇帝任官封爵和告诫大臣的文书）到福州，郑成功派察言司常寿宁前往迎接，特地嘱咐说：“派你前去，只是在礼节上做做样子而已，千万不可以丢失我大明的体统。应该抗争就抗争，应该顺应就顺应，总之要随机应变，不辱使命就可以了。”特别强调在谈判时必须和清朝站在对等地位。常寿宁遵照郑成功的命令，当清朝官员要求他从脚门（也就是角门，正门两侧的小门）进入参谒，常寿宁坚持“今日相见的都算是两国的使者”，对他们的要求置之不理。后来清朝官员又要求他行屈膝礼，同样遭到常寿宁严词拒绝。回来后常寿宁据实汇报，郑成功连连称赞他是个好使者。二月初六日，郑成功在安平东山书院接见清朝使者，郑成功请清使先开读诏书再议事，清使则提出郑成功必须先剃发，然后开读诏书。郑成功回答“凡是作为臣子的，以礼节对待君王，不必在这些小事上计较”，讥讽清廷太看重剃发形式，双方就此争执不下。郑成功在和谈中还提出“兵马繁多，非数省不足安插（意为驻兵）”。清方使臣察觉郑成功并没有归降的诚意，几天后也就掉头离开安海。
事实上，郑成功数次提出的“给闽、浙、粤三省土地安插士卒”“不剃发”“不奉部抚节制及东西调遣”三项议和条件，对清廷来说是十分苛刻的，郑成功也估计到清廷不可能接受，只不过作为拖延谈判的借口罢了。
三月，郑成功再乘和谈之机，分派各镇将士进入福州、兴化、泉州、漳州追征粮饷，收集造船所需的木材。各地驻守清军听说和议未定，都不敢阻拦，唯独汀州总兵王进功领兵在永定阻截郑军饷道，被郑军前提督黄廷率军一举击溃，沿线各寨土豪只得听令缴纳钱粮。
虽然有相当多的清廷官员已看出郑成功缺乏就抚诚意，但清廷仍未死心，在八月间再次派出内院学士叶成格、理事官阿山，由与郑成功童年朝夕相处、感情笃深的二弟郑世忠随行，携带顺治帝敕书来到泉州，企图以亲情动摇郑成功。郑成功仍然安排安平作为双方谈判地点，但有意将时间拖延到九月十七日，并调集水陆各镇人马列营扎寨数十里，郑军旗帜飞扬，盔甲鲜明，将安平港围得“好似铁桶”一般，以此向清使显示兵威。清使叶成格、阿山二人一到安海，即感觉对方敌意重重，竟不敢入住郑氏安排的迎宾馆舍报恩寺，只得临时在清军营中搭建帐篷过夜了事。次日会面伊始，郑成功故伎重演，仍然提出“不剃发”“给闽、浙、粤三省土地安插士卒”“不奉部抚节制及东西调遣”三项条件。清朝使者奉有顺治帝监视郑成功剃发接受敕书的严厉旨令，并没有谈判的权力，面对郑成功提出的条件，知道使命难以完成，于是决定速速返回京城，临行之前，催促郑世忠以郑氏在京家人性命提醒郑成功，用以要挟。当晚，郑世忠往见郑成功，跪在地上苦苦哀求，声泪俱下，只说：“如果兄长能剃发归顺，那父亲和全家人的性命就能得到保全。”郑成功回答：“我的心意已决，不必再多说了！”郑世忠不愿放弃希望，一再哭劝不停，弄得郑成功心头火起，抓起杯盅高声怒喝：“剃发是身份大事，本藩自有定夺，谁人敢劝，哪个敢言！”站在一旁的遗臣幕僚沈佺期也开口说：“如果藩主为了令尊大人而剃发，那么我们这些人又要为什么人剃发呢？况且我们都追随您在海上征战数年了。”提醒郑成功坚持原则，不可退缩。郑世忠不敢再劝，只得黯然神伤，随清使回京复命，清郑和议至此宣告破裂。
由于和议不成，清廷下诏浙、闽、粤三省的总督、巡抚整顿军队，严守自己的防区，准备对郑军进行新的“进剿”，同时根据众多清廷官员奏请，决定惩办郑芝龙，并在次年正式囚禁郑芝龙及其在北京的家属。
面对新的军事压力，郑成功沉着布置。永历八年（1654）十月派水师将领林察为总督，率领官兵数万人、战船百艘，再入广东海域，支援西南战场，十一月，郑成功亲领大军攻克漳州，漳州各属县也纷纷归附，不久再破同安，南安、惠安、安溪、永春、德化各县闻风俱下，郑军乘胜直逼省城福州。永历九年（1655）五月，清廷诏令定远大将军郑亲王世子济度统帅满汉大军三万人南下，准备与驻闽清军合攻郑军。郑成功为集中兵力于海上，下令放弃漳泉属县，并拆毁这些地方的城墙房屋，将所得砖石木料用于建造和加固金门、厦门后方的城垣与营房。当时安平在数日间被拆成平地，早些时候民间流传的“安平成平埔”这句话，竟成事实，这个传说后来被记载在清初江日昇的《台湾外记》内，让迷信之人吃惊不小。就这样，郑军全军退守金厦各岛，赶筑丙洲、高崎、五通、湖连四个紧倚厦门北境的城寨，严阵以待。十月，郑军发挥海战优势，从海路北上攻下浙江舟山，清朝舟山守将把臣兴、定关守将张鸿德、台州守将马信先后率部归降。郑成功得知上述三员归降将领带来一批擅长马战的士卒，大喜过望，都授予统镇总兵官职务，厚赐白银丝帛，其中马信还另外加挂“征虏将军”官衔。在此后用兵打仗时，郑成功常常倚重马信，使他慢慢成为郑军陆师的主要将领。
不久，济度率领清军到达福州，郑成功传令即刻转移，将居住在思明州（厦门）的官兵家眷转移至金门、镇海（镇海卫城，今属福建晋江），搬空厦门岛等待清军的进攻。他对部下说：“清朝派遣济度这样乳臭未干的小儿带兵，看来用意不在打仗，只不过是借助兵威再来逼我求和而已。我有意搬空思明州让他感到疑虑。估计他必然会写信来劝我投降，我则乘机迎战，自然让这小子进入我们的重围中。”济度大军至泉州后，果然两次来函劝降，以明末辽东松锦战役降清的祖大寿、洪承畴为例，说若论该二人之罪当不在小，而朝廷尚且宽宥其过，还破例给予擢用。现在郑成功对比上述二人，罪不算大，如果决意投诚，自然更能得到皇帝的加恩和重用。郑成功接信后连连冷笑，虽然他已不愿在就抚问题上多费口舌，但为显示来往礼节，仍令参军拟一封信函回复，除谴责清廷背信弃义外，还嘲讽济度将要疲惫地出来，疲惫地回去，要济度慎重考虑轻出大军将带来的后果。永历十年（1656）四月，郑成功与济度会战于泉州港海域，郑军水师用抢占上风顺流冲撞的传统战术大败清军，俘获大船十艘，撞沉及焚毁30余只，清兵不识水性，落海身亡者不计其数。济度束手无策，从此不敢渡海进犯。
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