在荷蘭殖民者血腥統治的三十八年裡，臺灣各族人民的反抗鬥爭，此伏彼起，連續不斷規模也越來越大。順治九年(1652 年)終於爆發了由郭懷一領導的大規模的武裝起義。
郭懷一，漢族人，原是鄭芝龍的部屬，長期在臺灣南部居住他「因憤荷人之虐，思殲滅之」，與其同伴一起計劃於八月十五日中秋之夜，以自己「大結首」的身份，邀請荷蘭駐臺長官及普羅文查城的荷蘭官吏來賞月，一舉加以殲滅，然後以送長官入城為名，賺開城門，驅逐荷人。可惜這一計劃被漢奸告密出賣了，郭便決定提前起義。八月初一日，郭懷一「集其黨，啐以酒，激之日：諸君為紅毛所虐，不久皆相率而死；然死等耳，計不如一戰，戰而勝，臺灣我有也；否則亦一死。唯諸君圖之。」聽了郭懷一的講話，大家群情憤激，紛紛表示要和荷蘭殖民者決一死戰。
於是大家分頭去發動群眾，很快聚集了一萬六千多人在郭懷一的率領下去進攻普羅文查城。
起義軍都是沒有作戰經驗的農民，手拿竹竿木梃作武器，自然敵不過握有優良火器的荷蘭殖民軍。經過激烈的戰鬥，郭懷一在戰場上壯烈犧牲。起義軍的副指揮被俘，在臺灣被活活燒死，屍體拉在馬後，遊城示眾，然後頭顱被割下掛在竿上。起義群眾退到新港附近的歐汪，侵略軍又野蠻進行追殺。這次起義前後歷時十五天，數千起義者和無辜的臺灣人民被屠殺。保存下來的起義群眾撤退到山區，與高山族人民一起繼續戰鬥。
郭懷一率領的武裝起義雖然失敗了，但它給荷蘭殖民者以沉重的打擊。參加鎮壓這次起義的荷軍長官費爾堡，事後心有餘悸地寫信給巴達維亞評議會說：「許多半野蠻土人(指高山族人民)由於愚昧無知而屈服在我們的腳下，只要獲得更多的知識，他們就不會像往常那樣的安分守己了。我們的力量同他們的人數比起來，又算得什麼，他們能夠出動十萬個戰鬥人員。」
此外，又有各種各樣的中國人(指漢族人民)聚居島上，他們經常從各方面窺探這塊土地，並能不費氣力地發動叛變。」因此，他提醒在臺灣的荷蘭殖民統治者：「尤須小心翼翼，夙夜戒備，決不應不經常想著這個問題而安然入睡。」
到了十七世紀六十年代，著名的民族英雄鄭成功終於結束荷蘭在臺灣的殖民統治