入侵台灣的日軍，陷於台灣人民激烈抵抗的泥淖之中。
沈葆楨從大陸調來的精銳部隊又將他們團團包圍。
日軍不適應台灣南部盛行的疫氣，“死者日四、五，病者不計其數”。
日本侵略者見沈葆楨布防周密，在軍事上難以取勝，且軍心波動，不得不與清政府談判。
腐敗無能的清政府，對閩台海防缺乏信心，深恐局勢發展，會把戰火引向大陸各地，談判中步步退讓。
在英國調停之下，以中方賠銀五十萬兩，日本撤軍為條件，結束了戰爭。
日本人在台灣戰場上無法得到的東西，卻在談判桌上輕易得到了。
日本侵台事件引發了朝野籌辦海防的浪潮。
沈葆楨認為要在台灣搞海防建設，首先應該建設台灣。
長期以來，清政府奉行“為防台而治台”的政策，對開發孤懸海上的台灣有許多禁令，嚴禁大陸人民偷渡。
與台灣隔海相望的福建，地少人多，漳、泉人民仍然偷渡入台。
清政府禁令限製了中國人，卻限製不了外國人。
鴉片戰爭後，外商抵台低價收購蔗糖、茶葉、樟腦，輸入鴉片等毒品榨取錢財。
為了杜絕外國染指台灣，鞏固台防，沈葆楨上疏要求開禁，允許大陸人民自由東渡台灣，進入“番界”，開墾土地。
據文獻記載，當時應招赴台者絡繹不絕，僅光緒元年（1875年），福建、汕頭、廈門三處就有2000家，“乘禁弛而預備渡海，大批大陸人民來到台灣，對台灣的的開發，經濟的發展起了很大的推動作用。
同時也是杜絕外患，鞏固台灣海防的根本性措施。
沈葆楨設防與開發兩手一起抓。
先是於同治十三年（1874年）6月，鑿山修路，開發台灣東部。
這是台灣開發史上的創舉，工程十分艱巨。
沈葆楨調兵開鑿，沿途設立碉堡，派兵駐防。
一年完工後，共耗銀二十萬兩，死亡官兵達2000餘人。
沈葆楨開山修路，不忘撫番。製定了許多辦法，有效管理少數民族。
如政府提供費用，在高山族地區辦義塾，高山族人從此由野蠻走向文明時代。
此外，努力改善高山族人的生活條件，使他們安居樂業。
開發台灣，促進了漢族與高山族經濟、文化的交往，並為籌辦海防打下了堅實的基礎。
當時台灣是隸屬福建省，屬福建巡撫管轄。
由於交通不便，台灣鎮、道大權在握，與巡撫隻有公文上的來往。
沈葆楨痛感台灣吏治昏暗，認為要加強海防，整頓吏治是當務之急。
“台灣海外孤懸，七省以為門戶，其關係非輕，欲固地險，在得民心；欲得民心，在修吏治、營政；整頓吏治、營政之權，操於督、撫”。
因此，他建議福建巡撫移駐台灣，總攬台灣軍、民兩政，兼理學政。
為了適應開發台灣的新形勢，沈葆楨調整了台灣的行政區劃，將台灣一府三縣改為二府八縣，有效控製台灣南北。
清政府同意他的建議，令福建巡撫每年冬春二季駐台灣，統籌全台，籌辦海防。
遠隔重洋、鞭長莫及的困境得到克服，台灣的管理得到加強。
為了鞏固台防，沈葆楨改革班兵營製，加強訓練，提高軍隊的戰鬥力。
加強海軍及其裝備，在澎湖訓練水軍，在台南選練洋槍隊。
聘請外國工程師在安平南麵設計修築“億載金城炮台”，在屏東東港建造“東港炮台”，在高雄的鼓山和旗山建造“打狗炮台”。
並把台南政府所在半月城，加以重修，使之堅固。
還修建台北府城等處，加強台灣的防衛力量。
這些防務設施，以安平炮台為最大，沈葆楨為其取名“億載金城”，並書寫鐫刻在城門上。
1895年中日戰爭時，這座規模宏大的炮台發揮了很大作用，至今它還傲然屹立在台灣西海岸上。
籌辦海防麵臨的首要問題是經費，不論是購槍炮、艦船，還是修炮台、養兵軍餉都離不開經費，沒有經濟作後盾，海防建設是一句空話。
因此籌辦海防，與興利、求富是一致的，沈葆楨認為要加強台灣的海防力量，應從開發台灣、建設台灣入手。
隻有台灣經濟繁榮、地利盡開、餉源充足，台灣的海防才能真正鞏固。
台灣煤源豐富，沈葆楨首創官營開采，開辦基隆煤礦，既為福建船政解決用煤問題，也為台灣增加收入，同時還可以進入上海、香港市場與洋貨競爭。
後基隆煤礦“每年出煤一百四五十萬石，可得二十餘萬圓”。
沈葆楨於光緒元年（1875年）8月調任，丁日昌以福建船政大臣兼福建巡撫，兼管台灣事務，繼續沈葆楨的改革。