歐美各國對台灣地理位置的重要時時想指染，在東方的新新興國家日本更是不落人後，對台灣虎視眈眈居心叵測。在一八七一年(同治十年，明治四年)十一月，有琉球宮古島人民六十九人，因海上遇風，船漂至台灣琅喬附近的八瑤灣(今屏東縣滿州鄉)，溺死三人，六六人上岸。六十六人進入牡丹社之地盤，被牡丹社排灣族原住民殺害五十四人。尚有十二人幸運逃出，獲得社寮居民劉天保、楊友旺、宋國隆等人的救助，才得脫險，由台灣官方轉送福州。一八七二年六月閩浙總督文煌，福建巡撫王凱泰連銜奏准遣送此十二人歸返琉球。
當時琉球仍為中國藩屬國，日本在長期的鎖國政策下，球球與日本並無關連，自明治掌權後即打破鎖國政策，明治見琉球人民在台灣被殺是千載難逢的機會，於是在一八七二年(同治十一年)九月，冊封琉球王尚泰為其藩主，強拉日琉之關係，同時照會各國公使，申明琉球已歸日本，作為侵臺之藉口，並故意散佈日軍將進攻台灣之謠言。
一八七二年(同治十一年，明治五年)駐福州的日本領事館，並派陸軍少佐．樺山資紀(後任第一任日本台灣總督)及兒玉源太郎(後為第四任台灣總督)，以及水野遵(後為第一任台灣民政局長)．黑岡季備．福島九成等人，前往台灣。六月由日本出發先到北京，再轉香港，喬裝為商人，再由福州搭廣東號輪船渡海來台灣。到台灣後又得到駐淡水英國領事的協助，分頭遍歷台灣各處。這樣費事來到台灣是為攻打台灣事前的情報工作，這群人細訪民俗，密探防備並採測沿海水深等。這樣調查後在一八七三年(同治十二年，明治六年)三月，特派外務卿．副島種臣為全權大使，外務大丞．柳原前光為副使，搭龍驤艦赴北京。副島命柳原會見軍機大臣吏部尚書．董旬，及吏部尚書毛昶熙，為牡丹社事件開始交涉。毛昶熙答之曰：「生番皆化外，猶如貴國之蝦夷，不服王化，萬國之野蠻人大部如此」。柳原再曰：「生番殺人，貴國拾而不治，故我國將出師問罪，唯番域與貴國府治犬牙接壤，若未告貴國起役，萬一波及貴轄，端受猜疑，慮為此兩國傷和，所以予先奉告」。毛昶熙答曰：「生番既屬我國化外，問罪不問罪，由貴國裁奪」。柳原後叮嚀曰：「…唯係兩國盟好，一言聲明耳」。談判破裂，副島電告本國政府太政太臣．三條實美。副島．柳原等同年七月返回日本。日本和清國在談判之中，又有日本秋田縣民四名亦漂至台灣東部海岸，再遭劫掠。
於是，日本明治天皇依據太政太臣．三條實美之奏章，向外界公告軍事行動，派兵至台灣。各國此時也表明態度，駐日美國公使．敏哈某(George Bingham)，與英國公使．把克須(Hally Parkes)發表聲明，保持中立。
日本陸軍中將．西鄉從道(日本明治維新之元勳西鄉隆盛之弟)搭乘高砂艦，率領日軍三千六百餘人從長崎出發，直撲台灣。閩浙總督李鶴年這位管轄台灣的最高長官在得知日本陸軍中將．西鄉從道致滿清國政府聲明書，才知人家已經出兵，驚慌不已，於是馬上寫信阻止。但西鄉置之不理，於一八七四年(同冶十三年，明治七年)三月二十二日，從瑯喬灣(車城灣，今之射寮村)登陸，枋寮巡檢王懋功，千總郭占熬雖派兵在瑯喬，見到日軍登陸，也沒有阻止，任日軍毫髮無傷大搖大擺上岸。滿清軍根本就沒有國土觀念。此後，日軍三千六百餘人六月二日分三路開始進攻牡丹社。行同海盜，也等於對台灣不宣而戰，也符合滿清官員毛昶熙的言論「生番既屬我國化外，問罪不問罪，由貴國裁奪」。
在台灣的原住民方面明知日軍現代化的裝備，不是對手，可是自己的土地更需要保護，不惜以犧牲自已生命，讓敵人吃足苦頭。所以排灣族的台灣原住民據石門，憑險扼守，埋伏血戰，但日本軍的砲火猛烈，終於敗退。日軍攻陷石門，再進攻牡丹社，展開超越限度的大報復，燒毀村莊，大量殺屠建威，附近五十七社被迫相繼歸伏。
日軍方面因作戰於險惡之地形，山路狹隘，重裝備派不上場，補給困難，死傷累累。而強悍的排灣族並不投降仍據深谷，頻出狙擊。因此日軍陷入泥沼，進退維谷，戰死者雖僅十二人，而病死老則達五百六十一人，已損失原攻臺兵額六分之一，只得放棄前線退守龜山，為維護日軍的名譽，不可以尚未戰勝而退兵，所以持久之計，屯兵開荒。日政府則見軍事上並沒有勝利，乃決定改以外交途徑謀求解決。
北京滿清政府聞報，即派沈葆楨為欽差大臣到臺處埋，雖循外交談判途徑，但日方總認為「生番不隸中國版圖」，往來辯論。後乃詔令海疆戒嚴，大清欽命總理各國事務．和碩恭親王，及直隸總督．李鴻章，即奏准特綬於總理船政大臣．沈葆楨為欽差大臣，赴台監視日軍動態，另在樽俎折衝之間，期以日軍儘快退兵。沈葆楨，奉命於同年(一八七四年)六月三十一日率領福建水師赴台，又命福建陸路提督．唐定奎，及福建巡撫．王凱泰率兵二萬五千準備出發。沈葆楨至台灣後，坐鎮府城，並造派分巡台灣兵備道．夏獻綸，前往琅喬會見西鄉從道。
同時在國際上日、俄對庫頁島問題巳起爭執。又英、美兩國向注視台灣，對日軍犯臺，此時均公開表示不滿，英國派駐臺灣領事乘英國軍艦到琅喬視察。駐日英使向日質詢，並提抗議書。美國令駐日公使禁止美人美船參加日本侵臺事件。
日本政府看遣台日軍的戰況不佳，深恐戰事膠葛，以至全軍覆滅，即特派日本全權辦理大臣參議兼內務卿．大久保利通趕赴北京。大久保於同年九月十日至北京前後談判七次，初索賠軍費三百萬元。
滿清政府也昏庸到底，以賠銀五十萬兩外，在和約中確定「日本此次聲稱為保護琉民而進兵入臺，中國不指為不是」，這是更大的損失，等於承認日本有權保護琉球，中國無形中喪失了對琉球的宗主國地位。同時展現在世界各國面前是大清帝國願意賠款，而不敢作戰。
於十月三十一日，由駐北京英國公使．威綏瑪(Thomas Wade)居中調停，和約成立，日軍在登陸地的龜山建碑紀念後，退出台灣。這件日本藉口牡丹社事件侵犯台灣，滿清政府賠了夫人又折兵的情況下於是告終。
但是，日本政府這次出兵台灣，然花小代價，就實際獲利龐大，並因此使圖謀台灣的野心更加熾烈，而成為後來佔據台灣的頭一個步驟。這牡丹社事件中可很清楚看到，拿起武器迫使敵人撤出台灣的，並不是滿清政府，也不是漢人系台灣人，而正是原住民系台灣人。