嚣张，是因为中国器械未精，兼恃美国暗中资助，因此必须速购铁甲船、水雷、洋枪、洋炮、火药、子弹等物，改善军队装备；三是抽调得力人才，协助筹办台湾海防。福建兵力不足，请外省增援，水师轮船不够，请将沿海各省的兵轮调到福建沿海；四是台湾海峡之险，甲诸海疆，如遇飓风，难通消息，请架设台南至厦门的跨海电线及厦门至福州的陆路电线，使消息尽快畅通，不至贻误战机。对日四大方针反映了沈葆桢的远见卓识。他对敌我态势分析得极为透彻，并且力主备战，以实力威慑日本不敢轻举妄动。清政府对沈葆桢的建议赞赏有加。
6月14日，沈葆桢赴台湾之前，就部署了福建沿海的防御工作：“福星”号泊台湾；“长胜”、“海东云”号往来于闽台；“扬武”号巡弋澎湖；“靖远”号往返于福州、厦门；“振威”号穿梭于马尾、上海。16日，沈葆桢视察澎湖炮台及设防，痛感驻守班兵太弱，不堪一击，遂萌发整顿守军的想法。17日，沈葆桢抵台湾安平，接见当地官员，进一步了解台湾局势。他见台湾班兵太少，就从大陆抽调当时最精锐的洋枪队，即唐定奎率领武毅铭字军十三营，到台湾布防。8月23日，第一批武毅军2000人到台，驻防凤山（今高雄）。10月下旬，第二批增援2500人到达。沈葆桢见台湾北部后山防御力量单薄，且有日人觊觎，遂派福建陆路提督罗大春率部东渡，驻防苏澳。在台期间，沈葆桢制订了“驱倭抚番”方针，依靠人民加强地方的防卫力量。他派熟悉民情的官员到各地发动群众，组织民勇，成立乡团，发给武器。深入高山族社，发动山胞抗倭。日军入侵后，高山族同胞遭受蹂躏，因此一呼百应。“抚番”成功，为收复失地奠定了良好的群众基础。为加强台湾防御力量，沈葆桢招募广东兵勇2000多人，从天津调运新式洋炮，从福建调拨数万磅火药，在安平、旗后、澎湖等重要海口修筑炮台。经过精密部署，台湾的防御力量大大地增强了，敌我双方实力发生了根本性的变化。
入侵台湾的日军很快陷于台湾人民激烈抵抗的泥淖之中。沈葆桢从大陆调来的精锐部队又将他们团团包围。日军不适应台湾南部盛行的疫气，“死者日四五，病者不计其数”。日本侵略者见沈葆桢布防周密，在军事上难以取胜，且军心波动，不得不与清政府谈判。腐败无能的清政府，对闽台海防缺乏信心，深恐局势发展，会把战火引向大陆各地，谈判中步步退让。在英国调停之下，以中方赔银五十万两，日本撤军为条件，结束了战争。日本人在台湾战场上无法得到的东西，却在谈判桌上轻易得到了。
日本侵台事件引发了朝野上下筹办海防的浪潮。沈葆桢认为要在台湾搞海防建设，首先应该建设台湾。长期以来，清政府奉行“为防台而治台”的政策，对开发孤悬海上的台湾有许多禁令，严禁大陆人民偷渡。与台湾隔海相望的福建，地少人多，漳、泉两地人民仍然有人偷渡入台。清政府禁令限制了中国人，却限制不了外国人。鸦片战争后，外商抵台低价收购蔗糖、茶叶、樟脑，输入鸦片等毒品榨取钱财。为了杜绝外国染指台湾，巩固台防，沈葆桢上疏要求开禁，允许大陆人民自由东渡台湾，进入“番界”，开垦土地。据文献记载，当时应招赴台者络绎不绝，仅光绪
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