16世纪，西班牙、荷兰等西方殖民势力迅速发展、开始把触角伸向东方。17世纪初，荷兰殖民者乘明末农民起义和东北满族势力日益强大、明政府处境艰难之时，侵入台湾。不久，西班牙人侵占了台湾北部和东部的一些地区，后于l642年被荷兰人赶走，台湾沦为荷兰的殖民地。荷兰殖民者实行强制统治，把土地据为已有，强迫人民缴纳各种租税，掠夺台湾的米、糖，把其收购到的中国生丝、糖和瓷器经台湾转口运往各国，牟取高额利润。荷兰殖民者的统治，激起了台湾人民的反抗。1652年9月，农民领袖郭怀一领导了一次较大规模的武装起义。这次武装起义虽然被镇压下去，但它表明荷兰的殖民统治已经出现危机。
1644年，清军入关，在北京建立清朝政权。1661年4月，郑成功以南明王朝招讨大将军的名义，率2.5万将士及数百艘战舰，由
金门进军台湾。郑成功在进军台湾时，向荷兰殖民者表示台湾“一向属于中国”，台湾和
澎湖这两个“岛屿的居民都是中国人，他们自古以来占有和耕种这一土地”，荷兰“自应把它归还原主。”经过激烈战斗和围困，1662年2月，郑成功迫使荷兰总督揆一签字投降。郑成功从荷兰殖民者手中收复了中国领土台湾，成为一位伟大的民族英雄，受到广大人民的敬仰。
郑成功收复台湾后仅4个月即病逝。郑氏政权把大陆的政治、文教制度移植台湾，重视土地开发和兴修水利，发展对外贸易，促进了台湾经济的发展。到郑氏政权末期，台湾的汉族人口已达12万人。
郑氏政权末期与
清政府处于军事对峙状态。清政府平定大陆后，开始谋划进攻台湾，曾经采取招抚方针，企图说服郑氏降清未果。郑氏政权曾多次反攻大陆沿海地区，至1678年秋郑军战败，所占领的东南沿海州县全部丧失，随即完全退守台湾。此时，清朝政府统治中国已成定局，郑氏政权逐步演变成为地方割据政权。1683年7月8日，清政府派福建水师提督
施琅率水陆官兵2万余人、战船200余艘，从铜山向澎湖、台湾进发。清军向澎湖守军发起攻击，郑军溃败。郑成功之孙
郑克塽率众归顺清政府。
1684年，清政府设置分巡台厦兵备道及台湾府，隶属于福建省。至1811年，台湾人口已达190万，其中多数是来自福建、广东的移民。移民大量开垦荒地，使台湾成为一个新兴的农业区域，并向大陆提供大量稻米和蔗糖，由大陆输入的日用消费品和建筑材料等，使台湾的经济得到相当程度的发展。这个时期．台湾与福建、广东的来往十分密切．中华文化更加全面地传入台湾。