台灣的近代化從1874年沈葆桢渡台開始，1874年5月日軍侵台，清廷派沈葆桢爲欽差大臣，負責處理台灣善後事宜。沈葆桢通過實地考察認識到：“此次善後與往時不同，台地之所謂善後，即台地之所謂創始也。”指出台灣不能滿足于回複和保持原狀，而是要開創新的局面。沈葆桢赴台後，即着手對台灣防務進行周密籌劃，奏準購置鐵甲船、水雷、洋炮及軍火機械，用西法在安平、旗後等處建新式炮台，由此邁出了台灣軍事近代化的步伐。

爲了加快開發台灣，沈葆桢相繼提出并實施了一系列治台政策和改革措施，表現出一個改革家的遠見卓識。（1）呈準開豁禁令。1875年1月，沈葆桢奏請廢除嚴禁内地人民渡台、嚴禁台民私入“番界”的舊例，使大陸人民得以向台島自由遷徙，漢族居民與土著居民間得以自由交流往來。（2）開山撫番。爲了加強對土著民族的治理，他着力打通山路交通，使東西海岸聯成一片，既有利于鞏固海防，也有利于促進東部開發及漢族與土著民族的交往。（3）獎勵墾殖。沈葆桢爲了推動台灣的土地開發，特别是後山的墾殖，在廈門、香港等地設立招墾局，招募漢人入台開墾。（4）添置府縣。台灣原設一府四縣二廳，重心限于台南一隅。沈葆桢奏準增設台北府，調整縣制，合計二府八縣二廳，從而形成台南、台北兩個重心。沈葆桢的治台措施始終以鞏固海防、建設台灣爲主要目的，從而大大加強和改進了清廷對台灣的治理和經營，密切了大陸與台灣的聯系，促進了台灣的全面開發，揭開了台灣近代化的序幕。沈葆桢可以稱得上是台灣近代化的奠基人。

1875年5月沈葆桢調任兩江總督，由福建巡撫丁日昌（1823—1882年）繼續辦理台灣事務。丁日昌也是一個洞悉海防與洋務的實幹家，他對如何加強海防與經營台灣有着十分精辟的見解。早在1868年，丁日昌在江蘇巡撫任内拟訂的《海洋水師章程》即建議以台灣爲南洋海防的中心；在1874年的《海防條議》中，他進一步建議在台灣駐泊鐵甲艦，“以固東南樞紐”；次年，他上書總理衙門，指出“欲籌海防，宜以全力專顧台灣。”（注：《百蘭山館政書》卷十《上總署論購鐵甲船事宜書》。）他把台灣視爲海防的根本。丁日昌在就任福建巡撫的兩年多（1875年12月—1878年4月）裏，提出了“禦外爲要”的經營台灣的總方針，進一步加強海防，全面開發台灣。他于1876年11月赴台巡查，至1877年5月回閩，曆時半年餘，遍巡全島，所至督饬官兵、整頓吏治、撫番招墾、振興實業，對防務尤爲關注。1877年初，丁日昌在奏折中說：“台灣雖屬海外一隅，而地居險要，物産豐饒，敵之所必争，亦我之所必不可棄”，列強“眈眈虎視，……台弱則彼視爲奇貨可居，各蓄吞噬之念。輪船開、礦務興，則兵事自強，而彼族之狡謀亦自息。”他建議在台灣“速将輪路、電線、練兵、購器、開礦各事分投速辦”，以爲“未雨綢缪之計”。丁日昌對如何經營台灣提出了系統、詳盡的計劃，并着手予以實施，可惜不久便因病去職。此後，台灣的近代化建設一度被冷落下來，沒能得到應有的推進。直到中法戰争時，在法國艦隊的襲擊下，對台灣的保衛與經營才又緊迫地提上了日程。

劉銘傳于1884年5月中法戰争初期抵達台北，受清廷之命督辦台灣防務。抗法鬥争的實踐使劉銘傳深刻認識到台灣戰略地位的重要、建設台灣的必要和可能。他懷着“以一島基國之富強”，“以一隅之設，爲全國樹立典範”的雄心壯志，納劉飛揚之策，多方擘劃，實力經營，爲台灣的近代化“樹立了規模，奠定了基礎”。

以爲台灣爲東南七省門戶，各國無不垂涎，一有釁端，辄欲攘爲根據。”有鑒于此，他認爲籌設海防“爲台灣最重最急之需”。1886年開始仿西法在澎湖、基隆等地興修10座新式炮台，并添購阿姆斯頓鋼炮31尊，配備各種型号的水雷、沉雷，使防衛能力大爲增加。台灣建省後，劉銘傳還進行新的行政區劃改革，增設府縣，使全台共三府一州十一縣五廳，從而奠定了今日台灣地區行政區劃的基礎。

爲了加速對台灣的開發，劉銘傳提出“宜使台地之财，足供台地之用，不須取給内地，而後可處常處變均可自全。”爲了實現這個方針，劉銘傳在加強防務和積極練軍的同時，對撫蕃和清賦做了踏實的工神作書吧。他制訂了以撫爲主、攻心爲上的撫番政策，1886年設全台撫墾總局，在各地設立撫墾局及分局，積極開展撫墾活動，使民番雜處，大大推動了漢族和高山族的融合和高山族的開化。爲了增加财政收入，爲台灣建設提供經常、可靠的财源，1886年劉銘傳奏請丈田清賦。清賦前，台灣土地從未清丈過，隐田很多，賦額不一，土地權利關系紊亂。劉銘傳在台北、台南設立清賦總局，各地設立分局，先辦保甲，清查戶口，然後逐戶問田，清丈田地。曆時兩年多，完成了清丈工神作書吧，全台入冊田數激增，田賦收入大量增加，年達67.4萬餘兩，比原額增加49.1萬餘兩。此外，劉銘傳還整頓茶葉、樟腦、硫磺（官賣）以及關稅、厘金等項，使所有稅收增至300萬兩，後續增至450餘萬兩。這使全台軍饷雜支及其他建省新政所需款項均有了來源，實現了以台财、供台用的目标，爲興辦各種新式企業開辟了經濟來源，爲台灣的近代化建設奠定了堅實的财政基礎。雖然此前沈葆桢、丁日昌對台灣的經營曾有過許多很好的設想，但台灣近代化建設的全面展開卻是在劉銘傳的手中進行的。劉銘傳在撫台短短的五年中，大力提倡革新運動，僅工礦事業就興辦了十多項，開創了台灣前所未有的新局面。晚清台灣的近代化運動被推向了高潮。