臺灣早期住民中大部分從中國大陸直接或間接移居而來。1971年和1974年兩次在臺南市左鎮區發現了臺灣迄今最早的人類化石“左鎮人”。左鎮人和北京周口店的山頂洞人有親緣關系，同屬中國舊石器時代的晚期智人，於3萬年以前從大陸經由福建長途跋涉移居臺灣，是最早開發臺灣的先驅。 臺灣早期住民中還有少部分屬於尼格利陀地域人種的矮黑人和屬於琉球人種的瑯嶠人。 上述臺灣早期住民是臺灣原住民族（高山族）的祖先。
夏商時期臺灣屬於九州中的揚州。
臺灣有文字記載的歷史可追溯到公元230年。三國時期，吳王孫權派將軍衛溫、諸葛直率壹支由壹萬余名軍士、三十多艘船組
明代利瑪竇《坤輿萬國全圖》繪臺灣附近海域
成的船隊到達夷洲（今臺灣），是中國大陸居民利用先進的文化知識開發臺灣的開始。 三國東吳丹陽太守沈瑩的《臨海水土誌》詳細記載了當時臺灣的生產和生活形態，是世界上對臺灣最早的記述。
隋代大陸和臺灣的接觸增多。隋煬帝曾3次派朱寬、陳棱等人前往流求（今臺灣）。 9至10世紀的唐末宋初開始有漢族人定居澎湖。
宋元時期漢族人民在澎湖已有相當數量。漢人開拓澎湖後開始向臺灣發展，帶去先進的生產技術。12世紀中葉南宋將澎湖劃歸福建路晉江縣（今福建晉江）管轄，並派兵戌守。 大陸和臺灣的聯系日漸頻繁。
元朝進壹步加強對臺灣的管理。元世祖曾派員到臺灣宣撫，並在澎湖設澎湖巡檢司， 隸屬福建泉州路同安縣（今福建廈門），雖然沒有直接將臺灣島並入其內，卻是中國中央政府對臺灣地區的首次官署設置。
明朝初期仍設澎湖巡檢司，直至1387年因實施海禁而廢除，並把居民遷到漳州、泉州壹帶。1563年考量沿海治安等因素，復設澎湖巡檢司。
明朝以後大陸與臺灣的人民往來不絕。永樂年間鄭和率船隊曾在臺灣停留。17世紀20年代的明朝末葉大陸居民開始大規模移居臺灣，給臺灣社會經濟和文化的發展以極大推動。其時福建人顏思齊、 鄭芝龍為抗拒官府欺壓率閩粵居民遷居臺灣，壹面從事農耕、貿易，壹面組織武裝力量抗禦倭寇和荷蘭人。1628年閩南大旱，百姓無以為生，鄭芝龍組織災民數萬到臺灣墾荒定居，各地逐漸形成許多村落。臺灣自此進入大規模開發時期。
荷蘭、西班牙殖民統治時期
隨著15、16世紀的地理大發現，世界進入海權時代，歐洲新興的海權國家紛紛往亞洲拓展勢力。
1624年屬於荷蘭東印度公司的荷蘭殖民者為建立與中國、日本貿易的據點侵入南臺灣。 1626年至1642年西班牙殖民者也曾侵占北臺灣，後被荷蘭人驅逐。
立於普羅民遮城（Provintia）址的赤崁樓
荷蘭殖民者盤踞臺灣38年，在今臺南市修築熱蘭遮城（今安平古堡）和普羅民遮城（今赤嵌樓）作為殖民統治的中心， 為增加米、糖等農作物產量招募福建沿海和澎湖居民遷往臺灣開墾。 荷蘭殖民者實行強制統治，把土地據為已有，強迫人民繳納各種租稅，掠奪臺灣的米、糖，將其收購的中國生絲、糖和瓷器經臺灣轉口運往各國，牟取高額利潤。
荷蘭殖民者的統治激起了臺灣人民的反抗。1652年郭懷壹領導了最大規模的壹次武裝起義，雖最終被鎮壓，但表明荷蘭殖民統治已出現危機。九年後他們配合民族英雄鄭成功驅逐荷蘭人，收復了臺灣。
明鄭時期
鄭成功是鄭芝龍之子，1624年生於今日本長崎縣平戶市，[85] 早年以廈門為根據地起兵抗清，被南明永歷帝封為延平王。因進攻南京受挫，後回師廈門大修船艦，傾力籌劃驅逐侵據臺灣的荷蘭人，收復國土。
1661年4月，鄭成功留下部分兵力守衛廈門、金門，以大明招討大將軍國姓爺的名義率2.5萬將士及數百艘戰艦，從金門料羅灣出發，經澎湖向臺灣進軍。
鄭成功在臺灣建立的第壹所高等學府臺南孔廟
4月30日鄭軍在鹿耳門（今屬臺南）登陸，在民眾積極支援下與荷軍展開多次激戰，最終將荷蘭東印度公司臺灣長官揆壹和殘敵圍困在熱蘭遮城內。鄭成功在致揆壹的“諭降書”中嚴正指出：“然臺灣者，早為中國人所經營，中國之土地也，……今余既來索，則地當歸我”。[87] 圍城9個月後，臺灣長官揆壹於1662年2月1日不得不簽字投降。至此中國人民收回了被荷蘭殖民者侵占的寶島臺灣。[88-89]
鄭成功收復臺灣後改赤嵌樓為承天府，設壹府二縣，另設壹司為澎湖安撫司，總稱臺灣為東都，後鄭經改稱東寧。為紀念故土改稱熱蘭遮城為安平鎮。同時實行屯田政策，令數萬軍眷隨軍赴各地大力墾荒，在南部和西部形成壹大批村鎮。
鄭成功收復臺灣後僅4個月即病逝，時年僅39歲。爾後其子鄭經、孫鄭克塽前後治理臺灣22年，獎勵制糖、制鹽，興辦工商業，發展貿易，開辦學堂，改進原住民的農業生產方式，推動經濟、文化迅速發展。 明鄭末期臺灣人口已近趨20萬。
清朝時期
統率清軍渡海東征收復臺灣的施瑯
主詞條：臺灣清治時期
明鄭政權末期與清政府處於軍事對峙狀態，逐步演變成地方割據政權。1683年7月8日，清政府派福建水師提督施瑯率水陸官兵2萬余人、戰船200余艘，從銅山（今屬福建漳州）向澎湖、臺灣進發。清軍向澎湖守軍發起攻擊，鄭軍潰敗。鄭克塽率眾歸順清政府。至此臺灣在清政府直接統治之下。
1684年（清康熙二十三年），清朝設置臺廈道，臺灣與廈門***署，設壹府三縣，置臺灣為壹府，稱臺灣府，府治設在今臺南，下轄臺灣縣（今臺南）、鳳山縣（今高雄左營）、諸羅縣（今嘉義），隸屬於福建省，道署設於廈門。臺灣重新納入中國中央政府的統壹管轄之下，在政治、經濟、文化等各方面與大陸的聯系更加密切，成為國家統壹整體中不可分割的組成部分。1727年，臺廈道分出臺灣道，道署移至今臺南，設壹府四縣二廳。
1811年，不包括山地的原住民族，臺灣居民已超過2
1867年的打狗港（今高雄港）哨船頭
00萬人， 多數是來自福建、廣東的移民。[104] 移民大量開墾荒地，使臺灣成為新興的農業區域，並向大陸提供大量稻米和蔗糖。由大陸輸入的日用消費品和建築材料等使臺灣經濟得到相當程度的發展。此時臺灣與福建、廣東來往十分密切，中華文化更加全面地傳入臺灣。[105-108]
19世紀中葉西方列強侵略矛頭直指中國，中國邊疆危機四伏，而臺灣戰略地位顯要，成為英、美、日、法等列強武力侵犯的重點。由於西方列強逼迫中國開放通商口岸，1860年起臺灣（今臺南安平）、滬尾（今新北淡水）、雞籠（今基隆）、打狗（今高雄）相繼開港。[109] 開港後洋行林立，茶、糖、樟腦賺取大量外匯，刺激經濟、社會快速變遷。
明治維新伊始日本確立“開疆拓土”的侵略總方針，琉球（今日本沖繩）和臺灣成為其對外擴張的首選目標。1874年5月日本以琉球漂流民在臺灣被殺為借口入侵臺灣，10月中日簽訂《北京專約》，雖然清政府對日本作出妥協，但《北京專約》仍表明中國對整個臺灣行使主權。日本第壹次對外侵略擴張首選的目標即為臺灣，給清政府敲響了警鐘，也暴露了日本霸占臺灣的野心。此後清朝官員提出臺灣設省的建議。
1883年法國挑起中法戰爭，戰火擴大到中國東南沿海，侵略目標首指臺灣， 使得劉銘傳被清政府重新啟用派往臺灣。劉銘傳率部抗擊法軍，成功保衛臺灣。
中法戰爭後，清政府為了加強海防，於1885年（清光緒十壹年）將臺灣從福建省析出升格設立臺灣省，成為中國第20個行省，由劉銘傳出任臺灣省首任巡撫。1887年臺灣建省行政工作完成， 下設三府十壹縣三廳壹直隸州，省會設於彰化縣橋孜圖（今臺中），1894年省會移至臺北。
劉銘傳在臺灣積極推行洋務運動，清理田賦，增加財政收入，購買輪船，架設電報線，設立郵電總局，建造鐵路；購買軍艦，增設炮臺，設立機器局自造武器；成立煤務局，安裝新式采煤機器；設立興市公司，建街造路；創立西學堂、電報學堂，培養建設人才。臺灣現代化事業進展頗多，在馬關割臺前已是中國現代化最進步的省份之壹。