南京那边，延平郡王无疑是受骗了，瓜州、镇江两战的胜利和江南大批州县望风来附让他做出了错误判断，竟然相信了南京城内的清军会在一个月之后投降。
清两江总督郎廷佐一面以江南提督管效忠的名义卑辞“请降”，借以缓兵；一面不惜以放弃部分州县为代价，从附近地区调集一切可用的军队，同时向清廷发出十万火急的求援奏疏。在周左援军到达之前，郎廷佐、硕尔辉、噶褚哈、管效忠等人自知兵力不敌，不敢出城作战。
最早赶到南京的援军是苏州水师总兵梁化凤统带的4000兵。梁化凤先是在苏州与江宁巡抚蒋国柱的抚标兵会合，尔后进至丹阳时连续接到总督郎廷佐四次调兵入援南京的羽书。
梁化凤知道南京危急，连夜进兵，于26日上午到达句容县。此时句容已向郑军纳款投降，地方又是丘陵曼衍，草木蒙茏，所以梁化凤怀疑郑军会在句容有埋伏，下令严密戒备，搜索前进，结果毫无郑军踪迹。
通过险处以后，梁化凤长松一口气，笑着对部下说道：“海贼太大意了，句容这等险地都不置兵扼险，倘若他们部署数千兵在此，我等焉能过去。”
当天深夜梁化凤即率兵到达南京城下，郎廷佐闻知梁化凤来援，欣喜异常，忙命开正阳门让梁军入城。此后，在郑军大规模“围城”期间，又有江苏、浙江等地的驻防清军相继赶到南京。
计有：苏松提督标下游击徐登第领马步兵300名；
金山营参将张国俊领马步兵1000名；
水师右营守备王大成领马步兵150名；
驻防杭州协领牙他里等领官兵500名；
浙闽总督赵国祚和驻防杭州昂邦章京柯魁派镶黄旗固山大雅大里、甲喇章京佟浩年带领驻防杭州披甲满洲兵500名；
浙江巡抚佟国器派抚标游击刘承荫领精兵500名；
和州副将赖天光领兵600名；
当涂游击蒋庆领兵260名；
芜湖参将赵真领兵480名；
......
围城期间，南京上、下游清军源源不断通过郑军防线进入南京，安庆方面，清安亲王岳乐也发兵1600名乘船赴援，竟在郑军水师眼皮底子眼进了南京城。前后大半月，进入南京的援军多达一万余人，而山东、河南、江南各地援军陆续不绝。
已于七月十六出京南下御驾亲征的顺治帝接到郎廷佐急报后，传旨命内大臣达素为安南将军，同固山额真索洪、护军统领赖达等统领官兵北上增援江宁，又命漕运总督亢得时督兵赴援。亢得时因圣旨催逼，性命攸关，不得不出师高邮往援南京，然而他早已被郑军吓破胆子，以为不死于敌必死于法，故在七月二十八日竟然在途中从船上跳入水中自尽。
延平郡王对于南京周左援军陆续进城一无所知，诸军将领都以为时间一到，南京必开城投降，所以军心懈怠。前锋将余新部营盘扎于南京城下，营中一切都暴露在城上清军眼皮底下，丝毫无有防备。军中士兵更是三、五成群，每日只管往江边捕鱼取乐。管效忠等人于城头之上看到长江边密密麻麻的满是郑军士兵，营中根本没有多少士兵警戒，不由向总督郎廷佐提议出城攻击这些明军。
郎廷佐和昂邦章京硕尔辉却认为这是郑军故意示弱，好诱清军出击，不同意管效忠的出战请求。另外有将领也认为好不容易用诈降为南京争取了一月时间，各地援军也是不断抵达，情形变得对清军有利，不妨继续拖下去，等到期满后若是城中兵马仍然不够，可以继续借口人心不定再拖上一段时间，那时候御驾亲征大军恐怕也离江南不远了，只要江宁咬牙坚持，未必不能撑到皇帝大军到来。若是现在就主动出城进攻，那便是连拖延时间的机会都没有了。
南京城内对于是否主动出击争论之时，城外的延平郡王藩属户官杨英在巡视各营时发现了前锋镇余新的部下士卒擅离汛地到江边捕鱼，忙将此事上禀延平郡王。延平王得报后并未将此事放在心上，只要余新管束部下，去江边打鱼可由伙兵去，战兵还是留在营中。余新却未重视此事，随着时间推移，江宁城内要求主动出击的声音越来越多，因为城外的明军动静怎么看也不像是诱敌之计。
郑军方面，不但余新部阵营涣散，其余各部也完全没了军队的样子，包括延平王郑成功的中军在内，各部郑军不但和余新所部一样扩展营地，在江边撒网垂钓捕鱼，而且不再严格盘查商贩，任由百姓出入。一些郑军营盘更是热闹的像个集市，南京附近的商贩和农民每日都去郑军营地赶集，向郑军兜售禽蛋、布匹、米酒等物。这个情况很快被清军侦知，一开始郎廷佐他们还不相信，后来派人化妆成商贩去郑军营地侦察，果然轻松通过关卡，没有受到郑军的仔细盘查。一些化妆成菜贩子的清军细作甚至还上到了江边郑军水师船上。他们一上船，船上马上就有不少妇人围拢过来挑选、购买他们的菜蔬。
城外郑军如此荒唐，主动出击的声音自然高涨，江宁巡抚蒋国柱却坚决反对出战，认为城外郑军动静实在过于诡异，多做多错，不妨等侯下去。一些参与过瓜州和镇江之战的清军将领也不同意出战，那些从瓜州突围逃回南京满州将佐，更是打死也不同意出城和郑军决一死战。
极力主战的管效忠得不到大多数人的同意，正焦急时，梁化凤站了出来认为当出城反击杀郑军一个措手不及。梁化凤建议由刚赶来南京的镶黄旗固山大雅大里、甲喇章京佟浩年所率的驻防杭州的500披甲满洲兵出城突击郑军，大雅大里和佟浩年却不同意，认为他们只有500披甲兵，万一葬送，南京城中就没有足够满州兵镇压那些汉军绿营了。
管效忠气得和大雅大里吵成一团，作为镇江之战的统帅，管效忠一战就葬送了四千满州八旗兵，导致江南战事糜烂，如果不能立功自赎，那么战后清廷绝不会饶过他，抄家灭族基本上都能肯定，为此，管效忠绝不能坐视良机，他极力与梁化凤游说总督郎廷佐，请求出城攻击郑军。
“标下观贼根本不似兵，反似流民，乌合之众，毫无军纪，只须出奇不意合军一击，海贼定败无疑！”
郎廷佐再三犹豫，终是被管效忠和梁化凤说动，但却不肯派大雅大里从杭州带来的500披甲满州兵出城突击，只命管、梁二人各率手下骑兵出城。次日黎明时分，梁化凤率领部下骑兵五百余名出仪凤门、管效忠领兵1000余出钟阜门突然对郑军营垒发起冲击。
余新原以为仪凤门地处偏僻，城墙前面长满芦荻，似无人出入，所以全未设防，未料清军竟然由此攻击。梁化凤亲率五百骑兵直冲至余新营前，一时箭矢齐飞，杀声震天，余新所部士兵多数从睡梦中惊醒，还来不及接战就被射死。其余士兵惊慌之中连甲衣都来不及披戴就和清军厮杀在一起，不少铁甲兵被清兵射死。
眼看清军人马来去奔驰，耳中听到金铁铿锵，己方士兵节节后退，余新来回喝止，却是已无法有效指挥，所部连半柱香都未撑上就告崩溃，余新被俘。清军初战告捷，收兵在城外扎营。
闻知余新战败，郑成功大惊失色，依据形势变化，重新部署军队，以观音山至观音门一带为集结地点，准备同清军决战。他派左先锋镇杨祖统率援剿右镇姚国泰、后劲镇杨正、前冲镇蓝衍屯扎大山上，作犄角应援；中提督甘辉、五军张英伏于山内；左武卫林胜、右虎卫陈魁列阵于山下迎敌；他自己督右虎卫陈鹏、右冲镇万禄在观音门往来策应；后提督万礼、宣毅左镇万义等堵御大桥头大路；右提督马信、宣毅后镇吴豪、正兵镇韩英由水路抄蹑其后；左冲镇黄安专门负责水师，防止清军由水上来犯。