但國家的危難時刻喚起了他內心深處的責任感。面對日益嚴峻的國內外形勢，劉銘傳毅然決定重返戰場。清政府任命他為督辦臺灣事務大臣，並隨後授予他福建巡撫的職務，加兵部尚書銜，負責籌備抗擊法國侵略者的任務。

1884年六月，法國軍隊將戰火蔓延至臺灣海域，清廷召見劉銘傳入京，他立即呈遞了一份關於整頓海防和強化軍事準備的奏摺，表明了堅定的抗法立場。同月，清廷詔令劉銘傳督辦臺灣軍務，法國則集結了一支特遣艦隊準備進攻臺灣。

1884年7月16日，劉銘傳抵達基隆，立即著手檢查軍事設施，並加強了當地的防禦工事。僅僅兩週後，法國海軍直逼基隆港口，要求清軍交出炮臺，遭到拒絕後，法軍於8月5日發動了攻擊。在劉銘傳的指揮下，守軍進行了頑強的抵抗，但最終因實力懸殊而被迫撤退。法軍佔領基隆港口後，對周邊設施進行了破壞。

然而，法軍並未能就此取得決定性的勝利。8月23日，法國海軍在福州馬江發動突襲，擊沉了福建水師的所有戰艦，掌握了臺灣海峽的制海權。隨後，法軍再度進攻基隆，守軍奮力抵抗，但由於損失慘重，劉銘傳決定放棄基隆，轉而加強滬尾（今淡水）的防禦。

在滬尾，法軍再度發起進攻，但遭到了清軍的強烈反擊。清軍利用地形優勢，採取伏擊戰術，給法軍造成了重大傷亡，迫使法軍撤退。這場勝利極大地鼓舞了士氣，同時也揭示了法軍在陸地作戰中的弱點。

隨後，法國提出新的和議條件，企圖透過佔領基隆和淡水作為談判籌碼，但清政府拒絕接受這些條件。為了打破僵局，法國宣佈從10月23日起封鎖臺灣，企圖切斷臺灣與外界的聯絡。然而，臺灣軍民團結一致，克服了封鎖帶來的困難，各地的支援源源不斷地透過各種方式抵達臺灣。

進入1885年，戰鬥更加激烈。法軍增兵基隆，試圖鞏固其控制區域，但始終未能突破清軍的防線。3月底，法軍進攻澎湖，佔領該島。然而，法軍在鎮南關的失利導致法國國內政局變動，茹費理內閣倒臺。

七、晚年

1885年，清廷任命劉銘傳為首任臺灣省巡撫，這是對他之前在保衛臺灣過程中展現出的傑出才能的肯定。在臺灣任職期間，劉銘傳推行了一系列現代化改革措施，極大地推動了臺灣的社會進步與發展。

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劉銘傳首先關注的是基礎設施建設，他主持修建了臺灣第一條鐵路，這項工程不僅改善了島內的交通運輸狀況，也為臺灣的經濟發展提供了堅實的物質基礎。同時，他還積極開發礦產資源，尤其是煤炭資源，以支援工業生產和能源供給。劉銘傳還致力於通訊網路的建立，創辦了電報業務，使得資訊傳遞變得更加迅速便捷。郵政系統的改革和發展，提高了郵件傳輸效率，方便了民眾的生活。

此外，劉銘傳大力發展航運業，鼓勵海上貿易，這不僅促進了臺灣與外界的經濟交流，也為臺灣帶來了更多的商機和發展機遇。他還十分注重教育事業的發展，積極興辦學校，培養人才，為臺灣的長遠發展奠定了人才基礎。

在劉銘傳的領導下，臺灣的國防力量也得到了加強。他重視軍事建設和邊防鞏固，確保了臺灣的安全穩定。鑑於他在臺灣的突出貢獻，清廷還授予他兵部尚書銜，並讓他協助處理海軍事務。

然而，好景不長，1890年，由於在處理通商口岸稅務問題以及基隆煤礦招商等事務上與外商產生糾紛，加之頑固派官僚的激烈反對，劉銘傳遭到了清廷的嚴厲批評。面對種種壓力，劉銘傳身心俱疲，健康狀況急劇惡化，最終不得不向清廷遞交辭呈。

1894年，中日甲午戰爭爆發，清軍在戰場上接連失利。清廷緊急召回劉銘傳，希望藉助他