報告と監視の手間はかなり大幅に減ずることが可能だ。固定税率と控除の組み合わせにより、負の所得税と実質的な税率累進の維持が極度に低い管理コストで実施される: これは（たとえば月給の中から）「すべての納税者に支給される控除への税」を払うことにより達成される。控除（支給される負の所得税）に対する税は、控除に名目固定税率を乗ずることで計算される。収入への課税は「源泉から」、たとえば雇用者から、直接徴収される。収入への課税額は、収入に名目固定税率を乗ずることで計算される。この単純な方法により、（源泉で徴収される税率は固定でありながら）控除を上回る収入があれば正になる実質累進課税となる。そして、もし収入が控除より少なければ、累進する実質税率は、税務機関など一切無くても自動的に負になる。累進が正になる部分については、実質税率が名目固定税率に近くなるのは、非常に大きな収入がある場合のみだ。控除への課税は、収入が控除額のレベルに達すると払い戻されるタックスクレジット（税額控除）として理解することもできる。このレベルは、納税額とタックスクレジットの額が等しくなる点を示す。この点を超えれば、国家が納税者から税金を得る。この点に達さなければ、国家は納税者に税金を支払う。負の所得税を「伴わない」固定税率の実施には、実際には負の課税を「避ける」ための「追加の」努力が必要となる。こうした税において、控除は収入を知らされた後に初めて支払うことが可能となる。負の所得税を「伴う」固定税率の実施は、実際の収入額とは独立に控除への税を支払うことを可能とする。
乱の発生を知った幕府は、上使として御書院番頭であった板倉重昌、副使として石谷貞清を派遣した。重昌に率いられた九州諸藩による討伐軍は原城を包囲して再三攻め寄せ、12月10日、20日に総攻撃を行うがことごとく敗走させられた。　城の守りは堅く、一揆軍は団結して戦意が高かったが、討伐軍は諸藩の寄せ集めで、さらに上使であった板倉重昌は大名としては禄が小さく、大大名の多い九州の諸侯はこれに従わなかったため、軍としての統率がとれておらず、戦意も低かったため攻撃が成功しなかったと考えられる。『常山紀談』には重昌が派遣される際、柳生宗矩が”小藩主（重昌の領地である深溝藩の石高は1万5,000石である）である重昌を総大将にすれば九州大名の統制がとれず討伐は失敗する”と考えて反対したという話がある。事態を重く見た幕府では、2人目の討伐上使として老中・松平信綱、副将格として戸田氏鉄らの派遣を決定した。功を奪われることを恐れ、焦った板倉重昌は寛永15年1月1日（1638年2月14日）に信綱到着前に乱を平定しようと再度総攻撃を行うが策もない強引な突撃であり、連携不足もあって都合4,000人ともいわれる損害を出し、総大将の重昌は鉄砲の直撃を受けて戦死し、攻撃は失敗に終わった。この報せに接した幕府は1月10日（2月24日）、増援として水野勝成と小笠原忠真に出陣を命じる。新たに着陣した松平信綱率いる、九州諸侯の増援を得て12万以上の軍勢に膨れ上がった討伐軍は、陸と海から原城を完全包囲した。側衆・中根正盛は、与力20余騎を諸方に派遣して一揆の動きを詳細に調べさせ、望月与右衛門ら甲賀忍者の一隊が原城内に潜入して兵糧が残り少ないことを確認した。これを受けて信綱は兵糧攻めに作戦を切り替えたという。1月6日、長崎奉行の依頼を受けたオランダ商館長クーケバッケルは、船砲五門（ゴーテリング砲）を陸揚げして幕府軍に提供し、さらにデ・ライプ号とベッテン号を島原に派遣し、海から城内に艦砲射撃を行った。しかし砲撃の目立った効果も見られず、また細川忠利ら諸将から外国人の助けを受けることへの批判が高まったため、信綱は砲撃を中止させた。しかし信綱は、ポルトガルからの援軍を期待している一揆軍に心理的に大きな衝撃を与えることこそが狙いで、日本の恥との批判は的外れであると反論している。実際この砲撃による破壊効果は少なかったが一揆軍の士気を削ぐ効果はあったと考えられている。このオランダ（ネーデルラント連邦共和国）の援助について、当時オランダとポルトガルは、オランダ・ポルトガル戦争（1603〜1663）を戦っており、日本との貿易を独占して敵国ポルトガルを排除しようとするオランダの思惑もあったとされる。また、中世研究家の服部英雄は一揆勢力がポルトガル（カトリック国）と結びつき、幕府側はオランダ（プロテスタント国）と結びついた。このあとの鎖国でのポルトガル排除はオランダとの軍事同盟の結果と考察している。討伐軍は密かに使者や矢文を原城内に送り、キリシタンでなく強制的に一揆に参加させられた者は助命する旨を伝えて一揆軍に投降を呼びかけたが、成功しなかった。更に、生け捕りにした天草四郎の母と姉妹に投降勧告の手紙を書かせて城中に送ったが、一揆軍はこれを拒否している。一揆軍は原城の断崖絶壁を海まで降りて海藻を兵糧の足しにした。松平信綱は、城外に討って出た一揆軍の死体の胃を見分した結果、海藻しかないのを見て食料が尽きかけている事を知ったという。2月24日（4月8日）、信綱の陣中に諸将が集まり軍議が行われ、この席で戸田氏鉄は兵糧攻めの継続を、水野勝成は総攻撃を主張するが、乱が長期間鎮圧されないと幕府の威信に関わることもあり、信綱は総攻撃を行うことを決定した。その後、雨天が続き総攻撃は2月28日に延期されるが、鍋島勝茂の抜け駆けにより、予定の前日に総攻撃が開始され、諸大名が続々と攻撃を開始した。兵糧攻めの効果で城内の食料、弾薬は尽きかけており、討伐軍の数も圧倒的に多かったため、この総攻撃で原城は落城。天草四郎は討ち取られ、一揆軍は皆殺しにされて乱は鎮圧された。『常山紀談』によると、このとき本丸への一番乗りを水野勝成嫡子の水野勝俊と有馬康純嫡子有馬直純が争ったという。幕府の反乱軍への処断は苛烈を極め、島原半島南目と天草諸島のカトリック信徒は、乱への参加の強制を逃れて潜伏した者や僻地にいて反乱軍に取り込まれなかったため生き残ったわずかな旧領民以外ほぼ根絶された。わずかに残された信者たちは深く潜伏し、隠れキリシタンとなっていった。島原の乱後に幕府は禁教策を強化し、鎖国政策を推し進めていく事になる。また、これ以降一国一城令によって各地で廃城となった城郭を反乱の拠点として使えないようにするため、破壊がいっそう進むことになった。全期間を通じての幕府軍の総勢と籠城軍の概要は以下の通りである。なお、攻勢・守勢双方にかなりの数の浪人が参加していた為、兵力は石高から考えた各大名固有の兵数を上回っている。天草三氏（天草・志岐・柄本）のうち取り潰された天草・志岐の両家の浪人が指導層となり一揆軍に参加（柄本家は細川家に仕官しており、細川家臣として幕府軍に参加）。また幕府軍にも日本全国から浪人が参加している。また、島原及び天草地方の全ての住民が一揆に参加したわけではなく、幕府軍に加わったものも少なくなかった。