建议派遣留学生出洋留学深造。建议虽未得朝廷同意，沈葆桢还是于同治十三年（1874年），令日意格在船政学堂毕业生中挑选了几个优秀人才随其出国参观学习，以期开拓视野，增长见识，强化“洋技”。沈葆桢离任后，马尾船政局的后继者根据他原来的设想，在1877-1897年的20年间共派出4批官费留学生。应该说，由于沈葆桢在培养海防建设人才上的远见卓识，中国海军军官中闽籍居多。李鸿章后在天津设立北洋水师学堂，其总教习严复就是马尾船政后学堂的第一届毕业生。除注重培养海军学生外，沈葆桢也注意到自己要学习西方先进的科学技术，掌握造船业务，以便更好地管理近代大工厂。他经常不耻下问，向技术人员请教，学习看图纸，充实海防知识，成为当时最杰出的海防专家。
自康熙统一台湾后，清政府就在台湾驻兵设防。“置水陆十营，星罗棋布，镇以元戎，遂使倭患永息”。“其制：以万人更番、三年毕戍，埒于九边重镇云”。从兵丁设置看，清廷在台、澎等处设总兵一员、水师副将一员、陆路参将二员，陆路兵8000人，水师兵2000人。军队调自福建，属绿营兵，因三年一换班，故称“班兵”。从水陆营制设置看，台湾方面设有陆师镇标中营、镇标左营、镇标右营、南路营、北路营。水师则设中营、左营、右营。澎湖方面设水师左营、右营。雍正十一年（1733年），添设台湾城守营。乾隆五十三年（1788年），分设南路下淡水营；嘉庆十四年（1809年），增设艋甲营。虽台、澎的兵力、营制常有增减，但孤悬海岛，士兵不尊王法，加上军队又是轮番戍守，管理不善，故台湾防御空虚，驻防士兵战斗力低下。
同治十年（1871年）12月，中国藩属琉球派人前往广东中山府纳贡，使者携带回赠的礼品返国途中，遭风暴船漂流到台湾。岛上处于原始状态下的牡丹社人劫杀了使者。这本是中国与琉球双方之间的问题，但日本政府却借此“琉球事件”，于同治十一年（1872年）宣布琉球为其藩属。同治十三年（1874年），日本入侵我国台湾，东南海疆出现危机，清廷大为震惊。清政府即命沈葆桢“以巡阅为名，前往台湾生番一带察看，不动声色，相机等办”。当消息证实后，清政府深感事态严重。同治帝遂正式任命沈葆桢为钦差办理台湾等处海防，东渡台湾，处置日本侵台事件。同时命令所有福建镇、道等官，归沈葆桢节制。江苏、广东沿海轮船，归沈葆桢调用。台湾筹防所需款项由福建供给。沈葆桢接旨后，义无反顾地肩负起保卫台湾、维护领土主权的历史使命。
沈葆桢分析了中日双方形势，认为日军有可能扩大侵略范围，高山族山胞是敌不过手持洋枪洋炮、训练有素的日军的。而台湾的首要任务是加紧军事部署。他既反对“一味畏葸，只图置身事外，不恤贻患将来”，也反对“一味高谈，昭义愤快心，不妨孤注一掷，于国家深远计均无当焉”。经过深思熟虑，他向朝廷提出纵横外交和实力备战相结合的对日方针：一是把历年来洋船漂台事件及日本入侵我国台湾的前后经过，分别摘要照会各国公使，戳穿日本谎言，最大限度地在国际上孤立日本，利用国际舆论逼迫日本退兵；二是加强海防力量，日寇利欲熏心，未必因理屈而退兵，日本之所以如此气焰
（本章未完，请翻页）