从11月7日起，法国侵略军向暖暖、鸟脚峰、石梯岭等地发起进攻，企图将清军逐出基隆河上游北岸的三角地带，扩大前哨阵地。为此，台北清军与当地土勇与法国侵略军展开了长达4个月之久的拉锯战。为了在基隆山地消耗法军有生力量，刘铭传短衣草履亲临前线，深入士卒间吊死问疾，同饮共食，激励士气，一次次打退了法军的进攻。
但是，清军内部在作战方略上的分歧也越来越大。焦点集中在是否“不惜一切牺牲收复基隆，”这个问题上。一方面是清朝廷严旨催促，“务须克复基隆”。另一方面，一部分驻台将领也受人鼓励，擅自用兵。早在11月2日，曹志忠不经刘铭传同意，趁夜领兵仰攻狮球岭九芎坑法军营垒，结果伤亡40余人，被迫撤退。刘铭传认为收复基隆，必须冒险仰攻，易损精锐，所以坚令曹志忠稳扎五堵营卡，切忌图功轻进。
1885年3月1日，湘军王诗正部抵达台北，淮军聂士成部850人也在后山卑陆登陆。援兵的到来，给主张收复基隆的将领官员们增添了信心。4月3日，王诗正擅率大队人马远离阵地寻求决战，企图一举克复失地。但这时法军作战部队已增至3000余人。他们以杜塞斯雷率法军新锐力量1000余人，配属重炮从八斗登陆，突袭月眉山清军阵地。而守军在月眉山、深塽坑17里宽的防御正面上，仅有1400余人分守要卡。前线指挥官曹志忠一面集中700人坚守戏台山，一面飞书向刘铭传告急。5日晨，法军2000人由枕头山、竹蒿山、龙潭堵三路进逼月眉山，清宰伤亡甚众。月眉山顶阵地失守，余部退往基隆河南岸。
夜里，刘铭传急率聂土成部400余人驰赴六堵，扼守台北大道，才使战局稳定下来。16日，法军派工兵数百人架桥开道，试图向河南发展，遭到清军阻击。此后战事遂成胶着状态。
3月24日，清军老将冯子材在中越边境取得了镇南关大捷，促使法国茹费理内阁倒台，并匆匆结束战争。法国侵略军陆续从中国领土上撤走。
[编辑本段]台湾防务建设
中法战争结束以后，刘铭传认为台湾是东南7省的门户，需要认真加强防务。他确定了台湾防务建设的原则：以澎湖为前沿，台北为重点。依靠近代化的武器装备和工事。建立独立防御体系，为此，他先后做了四件大事：兴办军器局和军械所，兴筑新式炮台，加强澎湖防务和整顿台湾军制。
台湾孤悬海外，军械全靠大陆供应，一旦敌国封海。难以持久坚守。刘铭传鉴于中法战争中的深刻教训，于1885年7月在台北府城北门外大稻埕建立了军械机器局。后来又在府城偏西地方设立一个军械所。另外，还设立水雷局和水雷营，负责管理和布设水雷。
炮台是海口防御的关键设施。1885年8月，刘铭传下令在台湾各主要海口砌筑坚固的新式炮台，安装新式大炮。到1888年7月，已筑成炮台10座。次年，将31尊阿姆斯特朗后膛岸防炮安置在各新筑的炮台上，加上各种型号的碰雷、沉雷，有效地加强了台湾各主要海口的防卫力量，
刘铭传认为澎湖不独为全台之门户，亦为南北洋之关键，欲守台湾，必先守澎湖，欲保南北洋，亦必先保澎湖。他打算建设一支海军，控制近海制海权，增加台、澎防御能力。因清政府财政拮据，这一建议无法付诸实施。于是，只得以加强岸防能力来弥补：他下令在澎湖修建新式炮台4座，配备17尊阿姆斯特朗后膛大炮，又把澎湖驻军指挥官提升到总兵级，派骁将吴宏洛率3营水师进扎，联络炮台，以助防御，并将唯一的“海镜”号兵舰专拨澎湖调遣。
在加强海防的同时，刘铭传还将台湾的陆营裁汰，整编成35营，全部改用洋枪，仿照欧洲方式进行训练，严格考核制度。台湾的团练也改为常设，设团练总局于台北，各府、县、厅设分局，各乡设团，使之平时维持治安，战时佐助官军御敌。
此外，刘铭传还在台湾铺设铁路，架设电线，发展工商种植送输诸业，推动了经济的发展，也为防务奠定了一定的经济基础。
抱恨终天
1891年6月4日，刘铭传在外国列强与中国封建顽固势力的共同排挤下，离开台湾，被迫辞职返乡。
刘铭传二次隐居之后，仍时时牵挂国防大事，尤其担心日本的侵略扩张。退隐之初，他多次上书李鸿章，请他转告朝廷，对日本为患要多加提防，特别是要加强海军建设。1894年，日本侵略军挑起了中日战争。一些清廷官员考虑到刘铭传系淮军宿将，对日本情况研究颇深，交章奏请起用刘铭传指挥抗日军务，遭到光绪皇帝的师父翁同鲧的阻拦，仅向他询问战守之策。刘铭传亟盼清廷能够重新起用他，驰骋沙场，抗击日军。他立刻复信李鸿章，建议练兵407，一半分屯沿海，一半扼守鸭绿江。不同日军在朝鲜争一城一池，重点保卫东北三省，不使日军越江，而后观敌破绽，相机行事。这一颇为清醒的用兵方略也并未为朝廷所重视。1895年4月17日，丧权辱国的中日《马关条约》签定，将台湾和澎湖列岛割让给日本。这不啻给刘铭传当头一棒。他忧思郁结，旧病增剧。11月下旬，台湾军民抗日斗争失败，日本侵略军占领台湾全部土地。消息传来，刘铭传顿时昏厥过去。
1896年1月12日，刘铭传去世。作为一名有爱国心的沙场老将，最令他抱恨终天的是：不能驰赴疆场，抗击日寇，而是眼睁睁看着多年呕心沥血建设的台湾宝岛被拱手割予日本。
历史评价
台湾建省的提出及其实现，是19世纪70年代初至80年代初海疆危机的一再刺激下促成的，带有明显筹防御外的性质。自建省分治后，全面推行自强新政，加强海防，推动了台湾社会经济的发展，加速了台湾迈向近代化的步伐。首任巡抚刘铭传是清末洋务运动中比较具有时代眼光、革新思想和实干精神的杰出代表人物。在他任职巡抚的六年（1885－1890）中，对台湾的国防、行政、财政、生产、交通、教育，进行了广泛而大胆的改革，全面推进台湾的近代化进程，使台湾的面貌焕然一新。
刘铭传的改革涉及军事、行政、经济、文化各个领域，范围相当广泛。因为当时台湾正面临着帝国主义侵略的严重威胁，一切措施不得不首先从巩固国防出发，并始终以巩固国防为中心。为了巩固国防，就必须整顿军备，增强防卫能力；开拓土地，以保持岛内秩序的安定；发展交通，便利岛内各地及其与大陆的联络。为了巩固国防，就必须筹措大笔经费，办法之一就是清理田赋，在这方面，刘铭传做出了巨大的成绩；办法之二是倡办实业，发展生产，在这方面他刚开始不久就去职了。而为了巩固国防，发展交通，兴办新式工业，又必须培养大批科技人才和吸收外国先进经验，因而有西学堂和电报学堂的设立和外国技师的聘用。凡此种种，都可以说明，刘铭传的改革虽然发生在大陆洋务运动的后期，在许多做法上也不可避免地会受到大陆洋务运动的影响，但和“重在防内，并无对外意图”的李鸿章之流所搞的洋务运动还是有差别的。刘铭传很注意吸收华侨和民间资本，他所兴办的铁路和煤矿都有商股参加，有些企业办不好就交给民办，这也和官办占压倒地位的某些洋务企业有所不同。他所创办的企业如铁路、邮政、电讯、航运等等，多数都卓有成效，不像大陆官办企业那样积弊重重，亏损日甚。刘铭传的眼光不仅仅以台湾为限，他还希望“以一岛基国之富强”，以台湾“一隅之设施为全国之范”，从这点看，也应该肯定他是晚清洋务运动中一个具有进步倾向的人物。
然而，刘铭传的改革是在当时已经腐烂透顶的清政府支配下进行的。在其推行过程中，他遇到了来自各方面的种种阻力。因此，尽管他很想有所作为，也做出了巨大的成绩，但还是有不少人对他进行掣肘、攻击与诬蔑，迫使他不得不于1891年告病辞官而去。继任的台湾巡抚邵友濂眼光短浅，思想僵化，尽废刘铭传新政，清代所实行的惟一有计划、有成效的改革就此夭折了。1896年，刘铭传在家病逝，清追封太子太保，谥壮肃，准建专祠。
有人说刘铭传“倡淮旅，练洋操，议铁路，建台省，实创中国未有之奇”，而其最伟大的成就，最值得后人景仰的事功则为“建台省”——建设一个近代化的台湾。<div>