1884年入夏后，法国加快了入侵中国的步伐。6月底，法国海军中将孤拔率领远东舰队侵入中国东南沿海，台湾告急！刘铭传临危受命，以福建巡抚衔督办台湾防务。
8月3日，利士比率法舰4艘进攻基隆。刘铭传亲自督战，击退法军这一波的攻击。
10月1日，孤拔亲自率法舰再次进攻基隆。刘铭传力排众议，采取“撤基援沪”战略，主动放弃了基隆。
10月8日，8艘法舰猛轰沪尾（今淡水）。由于守军严格执行了刘铭传制定的“四面埋伏，聚而歼之”的战术，来犯法军受到重创。据统计，这次战役毙伤法兵300 多人，俘虏了14人，另有70多人因溃退落水溺死，史称“沪尾大捷”。
随后面对法国海军对台湾海峡的全面封锁，刘铭传决心战斗到底，他组织将士筑长墙，挖巨洞，做好持久固守的准备，同时还激发当地绅士和民众的爱国热情，主动出钱出力，设法自救。
结果，反倒使孤拔陷于进退维谷的困境。1885年3月，法军在镇南关大败。随着战局的逆转，孤拔只得率法舰撤退。
刘铭传(1836年9月7日-1896年1月12日)，字省三，自号大潜山人，安徽合肥人。刘铭传抗法护台立下奇功，而他接下来也把一生中最成熟的岁月献给了台湾。
台湾原来隶属福建省，是福建省的一个道。1885年10 月12日，鉴于台湾的战略地位日益显著，清政府将台湾道改为中国的第二十个行省——台湾省。刘铭传被任命为第一任台湾省巡抚，他用了六年多的时间，让台湾成为全国模范，堪称台湾近代化的先驱。
清初，台湾仅一府三县。刘铭传按照省的设置，在台湾设三府一州十一县五厅，将台湾分为南、中、北和后山四路。中路为台湾府，下设台湾、云林、苗粟、彰化四县及埔里社厅。
南路为台南府，下设安平、嘉义、凤山、恒春四县及澎湖厅。北路设台北府，下设淡水、宜兰、新竹三县和基隆厅。后山设台东直隶州，下设卑南、花莲两厅。这一套行政设置，奠定了今日台湾省行政区划的基础。
抗法保台的实践，使刘铭传深深意识到加强台湾防御能力的重要性，他在基隆、沪尾、澎湖等地修筑了10座“铁水泥”结构的新式炮台。同时向英国购买了31尊阿马士顿后膛炮和一批水雷，布设在海港入口处。还定制了几艘国外炮舰，并在台北创办了机器局、军械所、火药局，自己制造枪支弹药。
同时在军队建设上，刘铭传对全台国防军进行了整编，将原来40营兵整编为35营，所编士兵一律更新装备，练洋操，习洋枪，学习军事理论。
刘铭传上任时，台湾的财政入不敷出，他大胆提出了“以台之财，供台之用”的主张。1887年，他下令在台南、台北分设“清赋总局”，分赴各县丈量土地。经过3年清丈，台湾田地面积从赋前7万余甲（一甲约14.5亩），增加了4倍，共约30万甲，税收也增加大约3倍。
为了整顿税收，他还下令在台北设立了“厘金总局”。整顿以后，台湾全省年财政总收入从原来的90万两，激增到300万两，高时达到450万两。
早在1880年，刘铭传就上奏清廷，建议在国内修建铁路。因守旧者反对而未果。1887年，经清廷批准，他在台北成立了铁路总局，到1891年建成了一条北起台北，南抵新竹，全长68公里的铁路。
这条铁路的开通，不仅改善了台湾北部地区的交通状况，还极大地促进了北部地区的经济发展，这是我国自筹资金、享有主权的第一条铁路。
