联军攻城失败的消息如同一道晴天霹雳，迅速传到了江户。德川家光得知这个噩耗后，脸色变得惨白，他万万没有想到，自己派出的精锐部队竟然会遭受如此惨败，连主将都战死沙场。
震惊之余，德川家光立刻意识到了事态的严重性。他当机立断，决定派遣松平信纲为主帅，率领大军前往前线，挽回败局。松平信纲素有智谋，被人称为“智慧伊豆”，德川家光对他寄予厚望，希望他能够想出破敌之策。
松平信纲抵达前线后，并没有急于发动进攻。他首先仔细观察了岛原城的防御情况以及一揆的作战方式。经过一番深思熟虑，他认识到岛原城的防御异常坚固，一揆的士兵们作战异常英勇，绝对不能采取硬打硬攻的方式。
于是，松平信纲制定了一个新的战略计划。他决定利用联军的人数优势，从陆路将岛原城牢牢地封锁住，断绝其补给线，让一揆陷入绝境。这样一来，城中的守军和百姓就会因为缺乏食物和物资而逐渐失去战斗力。
天启十三年（1633年）正月，松平信纲率领着黑田、锅岛、立花、细川、水野、有马等十数家诸侯联军，共计十八万大军，浩浩荡荡地抵达了熊本藩主城熊本城。在这里，他集结了所有的兵力，准备对岛原城展开一场长期的围困战。
正月十日，联军按照松平信纲的部署，从陆路对岛原城进行了严密的封锁。他们在城周围修筑了坚固的工事，设置了重重防线，使得岛原城与外界完全隔绝。同时，联军还派出小股部队不断骚扰城中的守军，让他们无法安心防守。
然而，令松平信纲始料未及的是，尽管围困战已经进行了整整三个月，但城中的四万守军和三万余百姓却并没有出现任何断粮的迹象。城墙上的守军每日依然精神饱满，毫不松懈；而城中的起义军更是每日训练不停，呼和声此起彼伏，仿佛完全没有受到围困的影响。
松平信纲做梦都没有想到，在他们精心策划的重重包围之下，竟然还有一条海路没有被封锁，而这条海路，却成为了起义军的唯一生路。
每天，岛原海滩都热闹非凡，人声鼎沸。一艘艘装满火器、弹药、粮食和药品的船只源源不断地驶入岛原城。这些物资的到来，让起义军的实力得到了极大的增强。
聪明的天草时贞自然不会放过这个机会，他在小林纯三郎的主持下，按照大明军队的模式，对各支军队进行了严格而高强度的训练。经过三个月的不懈努力，到了四月初，四万起义军的训练终于大功告成。
如果不看士兵们的身高，单从他们一个小时的军姿中，就能看到明军的影子。这四万义军不仅全部装备了明制火绳枪，而且火炮的数量也增加到了二十门，城中的粮仓更是堆积如山，粮食充足。
松平信纲再也无法按捺心中的焦虑。他知道，如果再拖延下去，不仅十几个诸侯无法承受大军的开销，就连江户的本部也难以支撑如此庞大的费用。于是，在四月九日这一天，松平信纲下定决心，发起了攻城战。
随着攻城战的正式打响，一场惨烈的厮杀就此展开。
就在双方刚刚交战的瞬间，守军就给松平信纲带来了一个意想不到的巨大惊喜。原本安静地驻守在城墙上的士兵们，此刻正静静地等待着联军的逼近。当联军的火炮和投射车逐渐进入火炮的有效射程范围时，城中那二十门威力巨大的十二磅炮突然同时发出震耳欲聋的怒吼。
松平信纲万万没有想到，守军竟然拥有如此众多且强大的守城利器。这些火炮的威力惊人，联军的攻城器械在它们的猛烈轰击下，遭受了沉重的打击。当联军不得不撤回大营时，他们的攻城器械已经损失了超过六成之多。
不仅如此，当联军的攻城部队好不容易抵达距离城墙不到一百米的地方时，同样也遭到了守军如雨点般密集的火枪攻击。尽管这些火枪的命中率低得令人咋舌，但由于守军的火枪数量众多，一轮又一轮的持续射击，还是不可避免地给联军士兵造成了大量的伤亡。
然而，联军的士兵们自然不会坐以待毙，他们也迅速做出了反击。联军中那些同样持有火绳枪的士兵们，毫不示弱地对着城墙上的守军进行了一轮疯狂的乱射。
在这场惊心动魄的攻城战中，火绳枪兵无疑成为了战场上最为耀眼的存在。子弹如雨点般横飞，双方士兵在枪林弹雨中展开了殊死搏斗，互有伤亡。然而，对于攻方来说，他们面临着巨大的劣势。由于身前没有任何遮挡物，他们完全暴露在守军的火力之下，伤亡程度远远高于那些居高临下、拥有城垛防护的守军。
尽管如此，联军作为各诸侯家的主力部队，展现出了顽强的战斗意志。在没有听到撤军号角声响起之前，他们毫不退缩，死战到底，给守军带来了不小的困扰。
第一天的战斗结束后，残酷的战果摆在眼前：联军死伤两千余人，而守军的伤亡人数则相对较少，仅为六百。然而，随着时间的推移，守军逐渐适应了战场上的紧张局势，火枪兵们的射击准头也越来越精准，这使得攻城部队的伤亡数字如火箭般直线飙升。
一个月的时间转瞬即逝，在这漫长的战斗过程中，联军的兵力不断减少。原本的十八万大军如今已死伤了三万多人。而与之形成鲜明对比的是，守军的实力依然较为雄厚，仍有三万六千余人坚守城池。
松平信纲智计百出，也一时无法解决攻城乏力的事实。他根本想不到，正是自己原先的决策，给了守军三个月的练兵时间。
攻城战一直持续到了七月，两个月时间里，攻方使出了吃奶的劲头，始终无法站上岛原城城头。更让松平信纲头疼的是，联军再次损失了三万人，此时他们的兵力只剩下了十二万。
而守方兵力却从三万多人增长到了五万人，而且这个增长趋势还在不断加大。