清浙江巡抚萧起元、提督田雄，是清廷在浙江的干将，对清廷死心塌地。南京失守后，他们深知杭州必是永历军下一个目标，因此不惜一切代价，疯狂备战。萧起元强征民夫，日夜加固城墙，深挖壕沟，并在城周险要处增筑炮台。田雄则收拢从苏南溃退下来的残兵败将，与杭州原有守军合兵一处，兵力增至近三万，并囤积了足支一年的粮草军械，摆出了一副负隅顽抗、玉石俱焚的架势。同时，他们不断派快马向北京和福建的平南王尚可喜求救。
永历方面，朱常沅和李元胤都清楚，杭州是块硬骨头，但必须啃下。拿下杭州，不仅能够彻底肃清东南清军，获得浙江这个重要的财赋之区，更能极大震慑福建、广东的清军，为后续的战略展开奠定基础。若拖延日久，等清廷援兵到达，战局将复杂化。
七月初，征东将军焦琏在完全平定苏南后，率得胜之师，浩浩荡荡，自嘉兴方向进军，兵临杭州城下，驻扎于昆山门（约今杭州东站一带）外。与此同时，水师提督周瑞率领庞大舰队，溯钱塘江而上，突破清军在鳖子门（钱塘江入海口要隘）的防线，进抵杭州城南的钱塘江面，完成了对杭州的水陆合围。
李元胤也奉朱常沅之命，自南京移驾至嘉兴前线督师，统筹全局。大军云集，号称十万，将杭州围得水泄不通。
然而，焦琏和周瑞在初步勘察杭州城防后，都倒吸一口凉气。杭州城西倚西湖、南临钱塘江，东、北面则是水网密布，地形复杂。城墙高大坚固，经萧起元、田雄全力加固，更是易守难攻。清军火炮密布城头，防御体系严密。
“大将军，”焦琏向李元胤汇报，“杭城城坚池深，守敌顽抗，强攻恐伤亡甚大。”
周瑞也道：“钱塘江水面虽被我控制，然虏军于城南凤凰山、将台山等处设有多处炮台，对我水师威胁甚大，陆军登陆亦极为困难。”
李元胤亲临前线视察后，认同二人的判断。他召集众将议事，定下了“长围久困，伺机破城” 的基本策略，但并非消极等待，而是积极行动：
肃清外围，扫除障碍： 命令焦琏，分兵攻取杭州外围的海宁、富阳等州县，切断杭州与外界的一切陆路联系，使其彻底成为孤城。同时，拔除城周清军据点，如宝石山、孤山等处的清军炮台，减少攻城阻力。
水陆配合，持续施压： 周瑞水师每日派战船靠近江岸，用炮火轰击城南城墙和清军阵地，进行火力压制和骚扰。焦琏的陆军则在城外挖掘壕沟，修筑营垒，逐步推进，并不定时地发动佯攻，消耗清军精力物力，疲惫守军。
政治攻势，分化瓦解： 李元胤采纳沐涵（其情报网络已延伸至杭州）的建议，将劝降书信大量射入城中，言明利害，承诺优待投降将士。并利用内线，秘密联络城中的汉人官员和绿营中下层军官，策动其倒戈。
准备攻坚，制造器械： 暗中命令工兵和随军工匠，大量制造云梯、冲车、掘地道用的器械，并调集重炮，准备在时机成熟时，发动致命一击。
围城战从七月持续到八月。杭州城内，情况开始恶化。虽然粮草充足，但蔬菜、柴薪、药品等开始短缺，士气日益低落。萧起元、田雄虽弹压甚严，但军中怨言四起，不断有小股士兵趁夜坠城投降。永历军的政治攻势开始见效。
八月十五，中秋节之夜。李元胤决定利用节日守军可能松懈的时机，发动一次大规模的火力突袭和试探性进攻。是夜，永历军水陆火炮齐鸣，猛烈轰击杭州各门，尤其是候潮门、望江门一带。焦琏派出的精锐“敢死营”，在炮火掩护下，乘夜色架起云梯，冒死登城。双方在城头展开激烈搏杀。虽然最终未能破城，但给清军造成了重大杀伤，并极大地动摇了其军心。战斗中，甚至有绿营军官试图打开城门响应，虽被及时发现镇压，但城内的人心惶惶已到了极点。
萧起元、田雄困守孤城，望眼欲穿的援军却迟迟不至（北面清廷正忙于应付其他威胁，福建尚可喜则持观望态度）。他们意识到，破城只是时间问题。是战是降，是殉节还是求生？巨大的压力下，清军内部的矛盾也开始激化。破城的曙光，已然显现。
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