决战当日，施琅将所部分为四个部分。中路共有五十六艘大型战船，分为八队，每队有七艘船，由施琅亲自指挥，作为主力进攻娘妈宫。右路由朱天贵指挥，共辖有五十艘战船，从东莳攻入鸡笼屿、四角屿，之后会合中央部队夹攻郑军。左路由林贤指挥，也有五十艘船，计划从内堑攻入牛心湾，让郑军误判清军要在此地登陆。另外施琅还将八十艘较小的广船、鸟船组成预备队，随时准备增援各路清军。
在发现了清军的动态后，刘国轩当即作出了调整，以江胜所部应对数量较多的中路清军，以陈谅部对付内堑洋面之敌，以邱辉和陈启明两部合力对方出现在鸡笼屿、四角屿海面上的清军，刘国轩则亲率大舰作为预备队并视各个方向的战况予以增援。
明郑方面的目的当然很明确，那在诸岛炮台的掩护下挡住清军大部，先集中力量吃掉清军一翼进而席卷全军，在敌众我寡的形势下，不能不说，这个方略是正确。
双方的战斗很快就打响了，这一天恰逢海上刮起了台风，辰时（7时—9时）左右受台风影响，海上吹的是西北风，郑军凭借着顺风一时占据优势，清军左路李贤部和中路施琅本部为实力相差不大的郑军所阻挠，根本无力突破郑军的海上防御。
右路战场上则出现了一个戏剧性的场面，作为郑军水师前锋的丘辉和林应为儿女亲家，而林应和朱天贵也是儿女亲家，大家又都为明郑的旧日同僚，有这层关系，两船相对的时候，朱天贵站于坐船尾楼上高声大呼“亲家”不止。
当然朱天贵的意思可能是想在战场上招降了邱辉，但脾气火爆的丘辉却对这个叛徒痛恨不已，当即咬牙切齿回应道：“叛贼！背义之人，天所不容！”
说罢，邱辉即令舵工转舵，发炮，说来也神了，这个时代的火炮从来就是概率杀伤从来没有能精确制导的，但这一炮恰恰打准了，朱天贵猝不及防正好被命中了肋部，当即骨断筋糜血流不止，几息之后便死在船中。
朱天贵的死让右路清军失去了指挥，而郑军上下则士气大振，双方炮来枪往，一时间喊杀声震动天宇，不一会海面上就到处是燃烧的战船和浮起的尸首。
战至午时，清军损失战船三十余艘，其中主要都是右路的损失。正当胜利的天平倾向与明郑方面的时候，台风受到赤道锋面带的影响，海上开始转吹起了南风，风向的骤变让原来顺风作战的郑军顿时陷入了被动的局面。
“杀！”邱辉用力的砍到一名清军，拄着刀办跪在甲板上喘气的他环首四顾，只见四周的郑军舰船不是已经沉没就是跟清军战船相撞一起，双方正在船面上捉对厮杀。“来人，瑞海号靠过去。”然而他的命令却没有人回答。“都死绝了吗？”邱辉咒骂着，踉踉跄跄的向船舵的方向上走过。“马狗子。”副将马青的胸膛上插着一把刀。“谢二牛。”监理谢春霖的头和身子已然分开。“真是死绝了”
邱辉还待找出一个活口来，却没曾想船身一震，他举首望去，一艘广船穿过烟雾缭绕的海面撞了上来，他揉了揉眼睛，只见十几名清军跳帮过来，邱辉大笑起来：“好，好，好，临死还能抓两个垫背，这样黄泉路上也不孤单了”
说罢，他从边上的尸首上拔起一杆大枪猛的掷了过去，当头的清兵忙用手中的武器去格挡，但势大力沉的长枪却没有彻底被搁开，斜斜的从他肩部掠过，在带走一大块血肉的同时，也让他暂时丧失了战斗力。
清兵还在惨叫着，邱辉却冲了上来，原本手中的倭刀已经起卷了，此刻他是用的随手捡起的两柄柴斧。原本用来砍断缆绳、清理破损舱室的柴斧并不锋利，但在邱辉手里却掀起一道腥风血雨。清军想用单刀来架，却只是一斧头就被砸断了，清军想用枪来扎，邱辉拼着皮肉伤也要抡圆了横砍过去。宛如疯虎一般的邱辉左突右挡着，很快就把跳板过来的清军斩杀一空。不过代价也是高昂的，大腿上一处，手臂上一处，背后还有一处，三处伤口涌出的泊泊鲜血，让邱辉在头晕目眩中丧失了继续战斗的能力。
此时又有两艘顺风而来的清军舰船先后撞上了邱辉的坐舰，然而刚刚邱辉奋战的那一幕明显震慑了他们，尽管人多势众，尽管邱辉看起来已经无力再战，但依旧没有人愿意直面这位困兽犹斗的勇将。
“拼一个赚本，拼两个赚一个。”邱辉感受着船体碰撞的颤动，意识已经开始模糊的他知道自己已经走投无路了，于是喃喃说着。“老子这是赚了，赚大发了。”说话见，之间他慢腾腾的挪到船尾火炮边的火药桶置放处，一脚，两脚，三脚，木桶受力倒下，翻滚着洒出一条火药带来。“如今怎么跟个婆娘一样了。”
邱辉自嘲着，无力的跌坐在甲板上，好半天之后才慢慢的爬到起火的船舷边，费力的撕下衣物，引燃了火，被鲜血浸湿的衣物一半干一半湿，湿的部分在火焰中发出难闻的气味，但邱辉却似乎丝毫感觉不到恶臭一样。
“国姓爷，王上，世孙，臣也算鞠躬尽瘁了。”说罢，邱辉手一扬，带着余烬的衣物落在火药带上，瞬间腾起了一片绚烂的火光。“施秃子（注：施琅在朱成功军队中曾经剃光了头表示不满，所以郑军以秃子来嘲笑他），老爷在地下等你来”
就在邱辉自焚而死的时候，施琅正下令将预备队的鸟船作为纵火船顺风而下，直烧郑军大队。几乎霎那间，海面黑烟滚滚，火光冲天，正在跳帮作战的郑军猝不及防，十数条大船相继起火，船上战士不是被烧死就是被迫坠入海中溺毙。见到如此场景，陷于苦战的郑军官兵的士气愈发的低落了。然而此时更加雪上加霜的一幕出现了，江胜的战舰被十余条清军战船团团围住，一通力战之后，江胜当场战死，帅旗也被扯落踩到了清军的脚下。
尽管发现险情的刘国轩很快就赶来接管了中路主力，但就一刻钟的时间足以改变战局，由此战败的局面已经无法挽回了。此时施琅本着宜将剩勇追穷寇不可沽名学霸王的精神下令对郑军的剩余舰船穷追猛打着，郑军舰船相继被数量上占有绝对优势的清军分割包围，被迫陷入了各自为战的境地。
到了申时，见势不妙的陈谅率先逃走，林贤所部清军得以跟中路主力汇合，至此郑军彻底回天乏术。不过，郑军将士依旧以不愿为鞑虏顺民的姿态在奋力厮杀着，无数的好男儿舍生忘死的拼杀着，炮毙了清军游击赵邦试、射伤了总兵清军林贤和吴英，总之在郑军的奋战下，清军并不能立刻把优势转化为胜利。
申时过半，水师总兵陈启明、楼船中镇镇将王隆、水师第九镇镇将曾瑞先后战死，郑军的奔溃开始从量变到了质变，此后又有水师前镇总兵黄学齎、水师三镇镇将陈政、援剿右镇镇将郑仁、护卫镇总兵黄联、后劲镇镇将刘明、中提督左镇洪邦柱、中提督右镇尤俊、中提督后镇杨文炳等四十七员提督、总兵、镇将、副将及协将以上的将领战殪当场
见到一切都不可挽回了，刘国轩终于挺不下去了，他在慌乱中集合了身边仅有的十余艘战船脱离战场，自吼门水道仅直逃往东宁，随着他的逃跑，有组织的抵抗结束了，除了一部分还在顽抗的郑军将士之外，澎湖海战就此落幕。
海战的结果出来了，成了瓮中之鳖的澎湖各岛守军纷纷投降，至此，离开战不到十天的时间，郑军便阵亡偏裨三百七十余人、士卒一万五千余人，二百余艘大中型战舰中除极少的以外全部损失，还有一万多名官兵或降或俘，损失的军械辎重更是无法估算，而清军付出的代价不过各种船只一百余艘，战死战伤八千余人而已
攻克了澎湖，施琅一方面收编降军，并给予伤者医治外，另一方面他立刻踌躇满志的向在北京的康熙发出了赫赫有名的《飞报大捷疏》，并由于引出了一段被世人指摘为恩将仇报（注：指跟姚启圣抢功）的笔墨官司。
在北京的康熙帝得到施琅的报捷，龙心大悦，当即诗兴大发挥笔写下了《中秋日闻海上捷音》七律一首，其诗云：“万里扶桑早卦弓，水犀军指岛门空。来庭岂为修文德，柔远初非黩武功。牙帐受降秋色外，羽林奏捷月明中。海隅久念苍生困，耕凿从今九址同。”
在康熙和施琅的眼里，澎湖海战的胜利让明郑失去了最后的抵抗能力，东宁已经如扒光了衣服的少女等着他们去凌辱去践踏，然而结果会是这样吗？不，郑克臧还没有屈服，这场大战的真正高潮还没有降临呢