光緒3〜7年(1877〜1881)相繼有吳贊誠、夏獻綸、勒方奇等為福建巡撫來臺,但任期皆很短,吳、夏2人來臺不久即病死。而勒方奇就任後不久,光緒7年(1881)又恐日本人襲臺,故改派岑毓英來臺接替為福建巡撫。他以劉璈為臺灣道,雖然岑毓英有眼光,以為臺灣府城偏於南部一隅不易顧及已漸開發的北部,主張移府道於彰化,建城於東大墩並建大甲溪橋,預備做為未來省會。可惜,他的看法因中法戰爭被中斷。後來他被奉調至雲南主持軍事,臺灣則由有戰功的劉銘傳主持,準備對抗法國人。
臺灣發生牡丹社事件後成為各國覬覦對象,光緒4年(1878)左宗棠平定新疆,但因俄國佔領伊犁,清朝派特使崇厚與之談判,卻簽署1份辱國喪權「返還伊犁條約」,消息傳來舉國譁然,反對該條約,迫使清廷毀約並令左宗棠備戰。而俄國也不甘示弱,審視當時戰略形勢,決定施壓東北和中國沿海各省,包括臺灣,消息傳來,清廷命閩浙總督何璟加強防備,不只在基隆和高雄架設新式大砲,也添築新式要塞。就在整備中,不料中俄伊犁事件,因清使曾紀澤折衝調解成功,無事落幕。然而不久,光緒10年(1884)就發生中法戰爭。
中法戰爭因為越南舊王朝阮嘉隆王,借法兵復國後就為法國挾持,不得已再求救清朝。光緒9年(1883)清廷出兵越南,卻為法軍所敗,不得已於光緒10年(1884)與法國簽定天津條約,承認越南歸法國保護。合約既簽本已息事,無乃不平等條約難息主戰派怒火,於是藉口法軍強佔越南諒山戰事再起,臺灣遂成中法戰爭的主戰場。
清廷迫於情勢緊急,立刻詔任劉銘傳為福建巡撫,督辦臺灣事務大臣,於光緒10年(1884)抵臺。劉銘傳字省三,安徽合肥人,父親為鹽梟,家境富裕。太平天國期間,他募集鄉勇參加李鴻章的淮軍,成立「銘」字營。由於有鹽商貿易經驗,較能接受西式兵法,故成為湘軍和淮軍典範。他崇尚西法,習西器,每戰皆捷,以功封為一等男。可惜與太平天國作戰時,頭部中彈,不僅眼耳殘障,像其自述「偶爾操勞,較則暈眩,不省人事;重則腦痛欲裂,坐臥難安」。身體關係,加上與當時湘軍領袖左宗棠不和,故戰後即在家養病。現因中法戰爭,清廷盼借其才解除臺海危機,任命劉銘傳為臺灣巡撫,因而來臺。
五月來臺後,發現臺灣餉械皆絀,雖乞援李鴻章卻未得回應。未幾法軍提督孤拔(Andre anadole Prosper Courbet)就率艦攻打基隆,劉銘傳無船隊以抗,利用誘敵上岸而敗之。孤拔旋又轉戰福州,清廷立刻詔大學士左宗棠治軍福建。8月,法軍回返復攻基隆,又敗。法軍轉攻滬尾(淡水),劉銘傳恐滬尾不守殃及臺北,於是撒基隆兵協守滬尾,僅留統領林朝棟獨守獅球嶺,使基隆河以北地區,皆陷入法軍手中。
孤拔3次攻滬尾不成,改採圍堵策略,又轉攻澎湖,佔有澎湖的法軍,發現澎湖不僅地位重要,且外護極其周密,內港又可容千艘船隻,故向法政府建議以此做為法國遠東中心,其提議已被法國政府接受,並開始運送建設器材到新加坡,可惜後因法國政府內閣改組,主和派擡頭且當時黑旗兵劉永福在越南獲勝,而諒山之役,馮子才又打敗法國。但一心求和的清廷,卻以承認天津條約為條件雙方議和,而孤拔也因為攻打基隆染上赤痢,最後病逝澎湖。據稱他死前曾對登陸基隆十分後悔,說那是亞洲東海岸最不衛生的地方(二三○133頁)。
臺灣作為中國沿海各省屏障,國防地位甚為重要。經中法戰爭後,更覺有積極整治臺灣的必要,也獲得朝廷醇親王奕 、左宗棠等認同。為使其能專心治臺,清廷遂於光緒11年(1885)由左宗棠上書,諭令臺灣建省。當時,正值北洋建軍,朝廷財務困難。故整治臺灣仍須福建幫助,劉銘傳上書「暫緩臺灣建省疏」。直到取得閩浙總督楊昌濬,同意以「協餉」方式協助臺灣5年。光緒13年(1887)10月臺灣方得以建省。劉銘傳為首任臺灣巡撫。