個管衣甲的林姓官員叛變，偷入南京城，遍告鄭軍虛實。這個林甘福建海盜出身，由於攻破瓜洲後大肆淫掠，被鄭成功打了二十大板。懷恨在心之下，林某叛變。他親見郎廷佐獻計：“再過三天，鄭軍大舉攻城，南京必不可守！二十三日，乃鄭成功生日，諸將定會卸甲飲酒慶賀，必不為備，可偷襲擊破！”然後，他把鄭軍何地是實營，何地是虛營，一五一十，皆一一細報清軍。
郎廷佐抓住機會，命令守城清軍十人留一人，其餘俱下城結營，準備先發制人，準備出擊。
七月二十二日夜晚，梁化鳳率領綠營兵先出，以作“炮灰”，觀察鄭軍反應，試探虛實。仔細巡察後，梁化鳳從南京的神策門出發。這個神策門，本為已經堵砌的廢門，從城外看上去，由於蘆葦野草滿野，根本發現不了。清軍手中有工程圖址，在內裡偷偷拆卸，神策門就成為一個“突門”。
牆磚被推垮後，梁化鳳很猛，率手下綠營兵就朝鄭軍衝過去。
鄭軍在神策門一帶的主將是餘新，當時他正和鄭軍另外一個大將甘輝正在聽戲飲酒，聞報大驚，即刻披甲上陣。
餘新勇猛，指揮士兵力戰，清軍小卻。郎廷佐見情勢不妙，立刻又派出一個分隊，從南京小東門突出，掩襲鄭軍。
餘新等人不敵，鄭軍潰敗。不久，餘新本人被清軍活捉。
首戰告捷，清軍自信心大增，主力皆出，於南京城外紮營。
由此，清軍由守勢變為攻勢。
鄭軍大將甘輝等人齊入主帳，與參軍潘庚鍾等人一起見鄭成功，勸說把軍隊退屯觀音門一帶，乘勢再進行進攻。
事已至此，鄭成功剛愎自用，反倒急欲與清軍決戰。他自作主張，指揮主力全部結營於觀音山，準備依山就勢，要與清軍大戰一場。
郎廷佐見鄭軍結營，趁早晨鄭軍新集未穩之際，立刻揮兵攻擊。鄭成功本人仍在指揮調動，而山下受攻擊的鄭軍只得一邊死命抵擋一面上報。
鄭成功軍令極嚴，其餘各部不敢輕易出戰，只得眼看清軍集結主力死攻鄭軍一部。其餘諸部怕違背軍法不敢相援，眼睜睜看著清軍逐一擊破友軍。
甘輝身中三十餘箭，手殺約十人，力不能支，終於潰走。退走途中，甘輝力竭被擒。
鄭軍諸營動搖。
至此，坐鎮指揮的鄭成功心亂，但仍舊不發進攻命令。
鄭軍大將林勝焦躁，對士兵講：“敵人雖勝兩陣，兵力不多，藩主不發號令讓諸營聯合反擊，實誤大事！”於是，不等鄭成功命令，他率手下士兵向清將梁化鳳所統騎兵發起攻擊。
時兮命兮，林勝之軍剛剛衝出，恰遇東門清軍忽然從城中出來加入戰鬥，二部清軍合擊，林勝部鄭兵正好處於合圍之下，拼鬥血戰，全部戰死。
望見諸營潰敗，人在山頂的鄭成功對參軍潘庚鍾講：“你在本王傘蓋下替我坐鎮指揮，不可去蓋。我下山到水軍大營，催 軍從後面抄殺。”
鄭軍水營一直泊於江邊，踞南京城二十多里。郎廷佐在鄭軍剛到之時，就派軍士假扮百姓，遍載酒肉柴木，天天到海邊與船上鄭軍士兵買賣交易，暗伺虛實。剛開始的時候，這些奸細不敢貿然接近鄭軍的大船，後來雙方感情日益“融洽”，奸細們隨便入營交易。鄭軍兵士毫無防備，水師大營內的佈置情況被清軍偵知無遣。特別是鄭軍幾隻裝滿火藥的大船，被清軍死死盯上。
岸上戰鬥打響，清軍奸細暗挾硝磺瓶，接近火藥船後，點火拋入艙內。四隻大船爆炸，所有火藥全部報銷，順帶燒燬鄭軍大船數只。
剛剛趕至門邊的鄭成功正好趕上大爆炸，登時心驚，他也顧不上召集水軍對岸上清軍進行反包圍了，反而上船催水師逃走。
岸上敗北的鄭兵逃往岸邊，忽然發現大船皆空，非常絕望，但仍舊邊戰邊退，往山上撤退。清軍不捨，尤其是漢人綠營兵敢戰，與鄭軍搏殺在一處，難解難分。
清軍八旗騎兵漸聚，大隊人馬湧上山頂。然後，清軍精騎借勢猛衝，一下子把鄭軍士兵衝潰，把他們又逼回江邊。
無奈之餘，鄭軍士兵，尤其是那些重甲精銳，皆投江而死。
清將梁化鳳見觀音山上有鄭成功的傘蓋在，拼死上前，率士兵猛攻。鄭軍士兵殊死拼鬥，但清軍合圍兵多，潘庚鍾持劍指揮，最終與屬下士兵全部戰死。
南京之役，鄭成功手下大將除甘輝、潘庚鍾、萬禮、張英、林勝、藍衍、陳魁陣亡外，還有副將魏標、林世用、洪覆等人，皆搏鬥死於軍中，損失不可謂不慘重。