Năm 1683, sau một cuộc hải chiến với đô đốc Thi Lang (một trong số những bằng hữu mà cha của Trịnh Thành Công tin tưởng), cháu nội của Trịnh Thành Công là Trịnh Khắc Sảng đã chịu khuất phục trước nhà Thanh.

Hoàng đế Khang Hy đã chính thức coi Đài Loan như một nơi "vượt ra ngoài hàng rào của văn minh" và hòn đảo đã không xuất hiện trong bất kỳ bản đồ nào của đế quốc Đại Thanh cho đến năm 1683.[28]. Trước thời nhà Thanh, Trung Quốc đã được coi như là một vùng đất được giới hạn bởi núi, sông và biển. Ý tưởng về một hòn đảo xa là một phần của Trung Quốc không được người Hán nghĩ tới trước khi biên giới nhà Thanh được mở rộng vào thế kỷ thứ XVII.[29]

Từ năm 1683, nhà Thanh đặt Đài Loan làm một phủ của tỉnh Phúc Kiến và đến năm 1875 thì chia thành hai phủ, bắc và nam. Năm 1885, hòn đảo trở thành một tỉnh riêng biệt của Đại Thanh.

Triều đình nhà Thanh đã cố hạn chế việc nhập cư đến Đài Loan và cấm các gia đình di chuyển đến Đài Loan để đảm bảo rằng những người nhập cư sẽ phải trở về với gia đình và tổ tiên. Tuy nhiên, việc nhập cư bất hợp pháp vẫn tiếp tục, và nhiều người đàn ông nhập cư đã kết hôn với phụ nữ bản địa, dẫn đến thành ngữ "Ông Đường Sơn (tức người Hán) không có bà Đường Sơn" (有唐山公無唐山媽, hữu Đường Sơn công vô Đường Sơn mụ). Nhà Thanh đã cố bảo vệ các tuyên bố đất đai của thổ dân, song cũng tìm cách biến họ thành các thần dân phải nộp thuế. Người Hán và các thổ dân phải nộp thuế bị cấm xâm nhập vào vùng hoang vu (vốn chiếm phần lớn diện tích hòn đảo) do triều đình lo sợ họ sẽ trốn thuế cũng như xung đột với các thổ dân vùng cao và kích động nổi loạn. Một ranh giới đã được lập ra dọc theo vùng đồng bằng phía tây, bằng cách sử dụng các hố và gò đất, mục đích là để ngăn cản việc khai hoang bất hợp pháp.

Từ năm 1683 đến khoảng năm 1760, triều đình nhà Thanh vẫn giới hạn việc nhập cư đến Đài Loan. Song hạn chế này đã được nới lỏng sau thập niên 1760 và đến năm 1811 thì đã có trên hai triệu người Hán nhập cư tại Đài Loan. Năm 1875, Đài Bắc phủ (台北府) được thành lập, nằm dưới quyền hành của tỉnh Phúc Kiến. Ngoài ra, đã có những cuộc xung đột khác nhau giữa những người Hán nhập cư. Hầu hết các cuộc xung đột diễn ra giữa những người Hán đến từ Phúc Kiến và những người Hán đến từ Quảng Đông, giữa những người đến từ các vùng khác nhau của Phúc Kiến, giữa người Khách Gia và người Phúc Kiến, hay đơn giản chỉ là giữa những người thuộc các họ tộc khác nhau xung đột vì các mối thù gia tộc. Do những người di cư vẫn còn lòng trung thành với tỉnh cũ của mình, triều đình nhà Thanh cảm thấy Đài Loan có đôi điều khó khăn trong việc quản lý. Đài Loan cũng gặp họa ngoại xâm. Năm 1840, Cơ Long bị người Anh xâm chiếm trong chiến tranh Nha phiến, và đến năm 1884, người Pháp đã tiến hành xâm lược hòn đảo trong chiến tranh Pháp-Thanh. Do những cuộc tấn công này, triều đình nhà Thanh bắt đầu cho xây dựng một loạt các công sự phòng thủ ven biển và đến ngày 12 tháng 10 năm 1885 thì nâng Đài Loan thành một tỉnh, phong Lưu Minh Truyền (劉銘傳) làm tuần phủ đầu tiên. Ông phân chia Đài Loan thành 11 huyện và cố gắng cải thiện quan hệ với thổ dân. Ông cũng phát triển một tuyến đường sắt từ Đài Bắc đến Tân Trúc, mở một mỏ tại Cơ Long, và xây dựng một kho vũ khí để cải thiện khả năng phòng thủ của Đài Loan trước ngoại bang.

Sau khi một con tàu của Lưu Cầu bị đắm trên mũi đông nam của Đài Loan vào mùa đông năm 1871, thổ dân Paiwan đã chặt đầu 54 thành viên của thủy thủ đoàn tại Mẫu Đơn Xã (牡丹社), người Nhật đã nắm lấy sự cố này để buộc nhà Thanh phải chính thức công nhận chủ quyền của Nhật Bản đối với quần đảo Lưu Cầu và để kiểm tra phản ứng của nhà Thanh tại Đài Loan. Theo các tư liệu của Nhật Bản, Mao Sưởng Hi (毛昶熙) và Đổng Tuân (董恂), các quan của nhà Thanh tại tổng lý nha môn (總理衙門) ban đầu đã hồi âm khiếu nại của sứ thần Nhật Bản Yanagihara Sakimitsu (柳原前光) rằng họ chỉ biết về một vụ thảm sát người Lưu Cầu chứ không phải người Nhật Bản, và lưu ý rằng Lưu Cầu là một chư hầu của Trung Quốc, do đó vấn đề này không phải là việc của Nhật Bản. Ngoài ra, tổng đốc Phúc Kiến của nhà Thanh đã giải cứu cho những người còn sống sót của vụ thảm sát và đưa họ trở về Lưu Cầu an toàn. Triều đình nhà Thanh giải thích rằng có hai loại thổ dân tại Đài Loan: những người do nhà Thanh quản lý, và những người không được nhập tịch "man di" và nằm ngoài tầm quản lý của chính quyền nhà Thanh. Họ gián tiếp ám chỉ rằng người nước ngoài đi đến những khu vực định cư của những người thổ dân cần phải thận trọng. Sau cuộc tiếp xúc giữa Yanagihara và tổng lý nha môn, người Nhật đã giải thích rằng nhà Thanh không phản đối tuyên bố chủ quyền của Nhật Bản với quần đảo Lưu Cầu, phủ nhận bất kỳ thẩm quyền nào đối với thổ dân Đài Loan, và đã thực sự đồng ý với cuộc thám hiểm của Nhật Bản đến Đài Loan.[30] Tuy nhiên, nhà Thanh thì nói rằng họ đã làm rõ với người Nhật rằng Đài Loan dứt khoát nằm trong phạm vi thẩm quyền của Đại Thanh, mặc dù một phần thổ dân của hòn đảo vẫn chưa nằm dưới ảnh hưởng của văn hóa Trung Quốc. Nhà Thanh cũng chỉ ra các trường hợp tương tự trên toàn thế giới khi mà thổ dân bên trong biên giới quốc gia không hoàn toàn bị khuất phục trước nền văn hóa thống trị của nước đó.

Nhật Bản tuy vậy đã phát động một cuộc viễn chinh đến Mẫu Đơn Xã với một lực lượng lên đến 3.600 lính vào năm 1874. Con số thương vong của người Paiwan là khoảng 30, và con số của phía Nhật Bản là 543; 12 lính Nhật bị giết trong trận chiến và có 531 bị bệnh. Cuối cùng, quân Nhật rút lui ngay trước khi nhà Thanh cử ba đơn vị với 9.000 lính đến tăng viện cho Đài Loan. Sự kiện này đã khiến cho nhà Thanh suy nghĩ lại về tầm quan trọng của Đài Loan trong chiến lược phòng thủ hàng hải và tầm quan trọng lớn hơn của việc thiết lập quyền kiểm soát đối với các khu vực hoang dã.

Vào đêm trước của Chiến tranh Thanh-Nhật, khoảng 45 phần trăm hòn đảo nằm dưới quyền quản lý trực tiếp của nhà Thanh trong khi phần còn lại là nơi cư trú của thổ dân.[31] Trong tổng dân số 2,5 triệu người, có khoảng 2,3 triệu là người Hán và hai trăm nghìn người còn lại được phân loại là các thành viên của các bộ lạc thổ dân khác nhau. Sau thất bại trong cuộc chiến, nhà Thanh đã cắt nhượng Đài Loan và Bành Hồ cho Nhật Bản vào ngày 17 tháng 4 năm 1895 theo các điều khoảng của Hiệp ước Shimonoseki. Việc để mất Đài Loan đã trở thành một điểm quy tụ lòng người của phong trào dân tộc chủ nghĩa Trung Quốc trong những năm sau đó.[32]