1624年5月，荷兰西印度公司下属的军队开始直接攻打巴西。由雅各布-威乐根斯指挥的26艘战舰，装载着450门大炮和3300名战士横渡大洋，直奔葡属巴西的首府巴伊亚。巴伊亚总督伏尔塔多事先得到了马德里宫廷的通知-，但巴伊亚主教和当地的庄园主都认为这是大惊小怪。结果葡萄牙人和往常一样放松警惕，将武器放置在双手可及的范围之外，并坚持午休。当荷兰人在诸圣港湾口开火，他们就如潮水般逃出城市。只把新基督徒和葡萄牙总督留在了城市里，使得后者不得不选择投降。

尼德兰各省与巴西的联系可以追溯到大航海时代初期。但在关系决裂后的1619-1621年间，作为宗主的西班牙人禁止所有麾下殖民地和荷兰贸易。但这个做法不仅为对方所抵制，还遭到属国殖民者挖墙脚。

一些葡萄牙人愤恨于西班牙掠夺本国资源，经常地暗中和荷兰人贸易。经过短时间的发展，荷兰商人便掌握了欧洲和巴西之间贸易总额的2/3。大部分来自巴西的红木、蔗糖和棉花等商品，都要通过里斯本和波尔图，被荷兰商船转到西北欧地区。巴西当地也出产荷兰人十分需要的亚麻布和纺织品。依靠有大量从葡萄牙本土被放逐的新教基督徒协助，荷兰人已摸清了巴西的海岸线的水文和地理。

1624年5月，荷兰西印度公司下属的军队开始直接攻打巴西。由雅各布-威乐根斯指挥的26艘战舰，装载着450门大炮和3300名战士横渡大洋，直奔葡属巴西的首府巴伊亚。巴伊亚总督伏尔塔多事先得到了马德里宫廷的通知-，但巴伊亚主教和当地的庄园主都认为这是大惊小怪。结果葡萄牙人和往常一样放松警惕，将武器放置在双手可及的范围之外，并坚持午休。当荷兰人在诸圣港湾口开火，他们就如潮水般逃出城市。只把新基督徒和葡萄牙总督留在了城市里，使得后者不得不选择投降。

巴伊亚的沦陷，引发了伊比利亚半岛的恐慌。西班牙帝国当局担心，荷兰人会从巴西威胁到盛产白银的秘鲁和富有黄金的尤卡坦半岛。于是整个伊比利亚都沸腾了起来，让西葡两国军队同仇敌忾，发誓要收复巴伊亚。1625年4月，联合君主菲利普四世（腓力四世）组织了一支有52艘战舰、12566名战士和1185门大炮组成的远征军，兵临巴伊亚外海。荷兰人在之前已撤走了11艘战舰，剩下的居民和军队人数也非常不足。结果在城内葡萄牙人和天主教士的起义之下，巴伊亚很快重回故主的怀抱（萨尔瓦多之围）。

1629年，由于不愿坐视葡萄牙重新在巴西立足，荷兰人将炮火对准了葡属巴西的最大蔗糖产地--博南布格（伯南布哥州）。这一次荷兰人的兵力非常强大，拥有足足65艘战舰。他们在2月抵达战场，并迅速占领了博南布格的首府累西腓。荷兰军队还试图攻占其他的地区，但是并没有成功，就只是维持沿海的交通线和与本土之间的联系。荷兰人将他们攻占的葡属美洲称为新荷兰，奥兰治亲王“沉默的威廉”的侄孙莫里斯被任命为总督。

到了1641年，荷兰殖民者控制了从亚马孙河口到圣弗朗西斯科河沿岸的辽阔土地。虽然荷兰人和葡萄牙人、天主教化的土著印第安人有着截然不同的信仰，但是莫里斯却致力于调节两种信仰之间的紧张关系。在欧洲本土的三十年战争中，天主教和新教两大群体间是水火不容，但他们在巴西却相安无事。那些被伊比利亚人强迫改宗的犹太人，都可以在荷兰人庇护下恢复信仰。最后，就只有葡萄牙裔的耶稣会士依旧主张驱逐荷兰势力。

在政治上，荷兰人一贯讲究务实主义。他们在市政厅会议和乡村议会中都同时吸纳荷兰和葡萄牙官员。在经济上协助葡萄牙裔庄园主扩大经济作物品种，引导他们种植椰子、木薯，并为种植业减轻税收。还提供低息贷款，供葡萄牙人从非洲购买黑奴。在市容市貌上，荷兰人还模仿故乡的景物，在城市中修建运河和引水渠，让小船可以在博南布格城中自由航行。这些政策让当时的葡属美洲呈现出一派和平安详的景象。荷兰公务员、士兵和葡萄牙庄园主维持了表面上的和平共处。

1640年，葡萄牙重新独立的消息传到了各海外属地。大部分葡萄牙遗民都欢欣鼓舞，但西半球最大的巴西却地依旧处于仇敌的统治之下。

相比于葡萄牙人的殖民模式，荷兰人在美洲的统治有很多难以逾越的障碍。作为两个北半球国家，葡萄牙纬度更加靠南，而且很早就开启了探索非洲和热带的模式。所以他们也迅速适应了赤道和热带的气候，并积累了在这一带行动的各种经验。荷兰人的身材更加高大健壮，单个荷兰士兵的补给和营养品好于对手。但他们和手里的日耳曼、英格兰佣兵都对炎热气候的忍耐力不如前者。

葡萄牙的移民主要从事农业、种植园、木材开发，基本由农民、富农和封建主构成。他们的产业和土地是紧密绑定。所以荷兰的内部报告指出，葡萄牙人每到一个地方就把那里当成新的祖国，并且不再思念葡萄牙本土，也不会再次移动到其他地方。不少葡萄牙人主动地与本土土著通婚，所以在巴西有数量可观的土生白人和混血种群。这些人与土地的链接，远比从事工商业的荷兰人要紧密。相比之下，很多荷兰士兵和官吏都是卡着在美洲的6年服役期，等待时机一到就立刻选择离开。

此外，在荷兰人眼里，葡萄牙种植园的投入成本大、回报周期长且来钱速度不快。所以，荷属美洲的殖民机构都不愿意继续支持这种粗放模式的运作。但经济方面的结构性矛盾，最终引发了巴西当地的新一轮战争。

1645年8月，由葡裔庄园主组织的志愿军起义，就在博南布格附近击败了荷兰驻军。幸亏海军派出一支舰队，才让城市免于迅速灭亡。在欧洲本土，由于荷兰人在巴西的失利，迫使他们要与西班牙人议和并结束战争。但是在1648年1月签署明斯特协议之前，荷兰人又派出了41艘战舰和6000多名士兵前往累西腓扳回败局。结果，这些人因气候炎热而缺乏斗志，当后勤补给出现不足便功亏一篑。

此时，新复国的葡萄牙王国也在暗中积蓄力量，准备支援巴西当地的反抗战争。1648年，葡萄牙国王派出混血后裔巴雷托领兵前往巴西。这志愿军由5艘主力战舰和2艘快艇组成，虽然人数不多但是却有充足给养和军饷。

同年的4月17-18日，葡萄牙军队打响了第一次瓜拉拉佩斯战役。巴西殖民地民兵和葡萄牙远征军一共只有2000人，而且缺乏重型火炮。与之对阵的荷兰人却有5000士兵和5门加农炮支援。葡萄牙人在前哨基地传回警报后，决定避免在开阔地带直接交锋，选择了一块沼泽丛生且潮湿低洼的战场。那里位于沼泽之间，正面宽度很狭窄，足以限制敌人线性战术发挥。

在阵型上，葡萄牙人将己方士兵按印第安人、黑人和白人分为5个方阵。其中，3个白人方阵位于左翼与中路，承担保卫左翼和中路突击任务。印第安盟友则负责从右翼越过沼泽袭击荷兰人。黑人部队被葡萄牙人安置在最前线，延迟荷兰人的前锋。

由于狭窄地形的限制，荷兰人的人数优势无法完全施展开来，带来的火炮也没有发挥应有的效力。因此，原来的5个方阵只有3个投入了战斗。双方的对射时间不长，就迅速进入了短兵相接阶段。在近战中，本地图皮人部落的战士使用弓箭、投枪、投石加入战斗，可以灵活袭击荷兰士兵。葡萄牙人也发挥了传统，由贵族持剑引导近战，让荷兰人的线性战术几乎无从施展。

由于战况紧张，葡萄牙士兵在24小时内都来不及进餐。荷兰人也因为不适应热带的气候和沼泽地形而战斗力严重受损。在一天的激战，联省共和国损失了48名军官和500名战士，旗帜和纹章都在战阵中不知去向。葡萄牙方面却只有80人阵亡和400人受伤。

1648年12月，累西腓的荷兰殖民者展开绝地反击。他们一次性集结了3000名白人士兵、250名海军水手和200名土著盟友，在次年2月打响了第二次瓜拉拉佩斯战役。虽然巴雷托手下只集结了2600人，但是很多德意志和北欧佣兵对于远赴美洲为荷兰人而战并不情愿，士气远不如为乡土而战的葡萄牙-印第安联军。

根据葡萄牙人的观察，虽然对手身材高大，但是颜色鲜艳的欧洲军装和沉重的金属板甲并不适合在藤蔓丛生的热带雨林和沼泽中作战。一路上还要和蚊虫以及从未见过的热带疾病作斗争，因此看上去苍白乏力而且病恹恹。相比之下，葡萄牙人的绿色军装以及土著盟友的丛林行军、野外生存技能，都比荷兰人更加熟练。土生白人对于美洲的气候也更加适应。所以，荷兰人在行军的过程中经常遇到出其不意的伏击和陷阱，落单者也会被悄无声息地割喉处死。

早上，荷兰人占据了瓜拉拉佩斯高地，有先行开炮的优势。但是巴雷托沉着应战，将军队埋伏在山谷阴影覆盖的灌木丛中，从而避免了体力和耐力的过度损耗，也让敌人失去了密集的炮击目标。最后，荷兰人在葡萄牙人的持续骚扰下被迫放弃高地，决定撤往累西腓附近的一个乳牛场。但是在荷兰军队集中经过山下的一个狭窄隘口的时候，却因为地形拥挤、队伍混乱而被一股股小支葡萄牙军队追上。在破碎的地形中，葡萄牙军队的小分队近战再次得到充分发挥。荷兰人溃不成军，遭到了葡军的密集射击和近战追杀。此战，他们一共有957人阵亡、89人被俘。葡萄牙人由于掩护得当，一共只有250人的伤亡。

此后，荷兰人在热带地区的处境日益恶化。陆地上的他们缺乏足够的人手防御所有要塞，制海权也被葡萄牙海军彻底夺回。联合省还遣使里斯本，想和葡萄牙人一起瓜分巴西，但是被对方置之不理。最后在1654年1月26日，被包围在巴西的荷兰军队获准荣誉投降。所有士兵可以在放下武器、处理完财产之后从容离开，还能顺便携带20门青铜炮和足够的铁炮弹防御海盗。愿意留在巴西的人，可以保持原有的信仰和官职不受打扰，获得和葡萄牙人平等的法律地位。在战争结束的3个月内，当地会保留荷兰人的司法机构，供他们处理各种民事和法律纠纷。

1月28日，葡萄牙军队在凯旋式中进入累西腓，在荷兰人统治了24年后收复此地。巴西的蔗糖贸易和种植园经济，再次丰富了葡萄牙王国的金库。巴西也因为这些胜利留在了天主教和拉丁文化圈里，而将荷兰在美洲的殖民地压缩到最小状态。