在1681年，康熙皇帝听取了大学士李光地的建议，任命施琅担任福建水师提督，并着手训练军队，为收复台湾做好准备。同时设立了福建总督衙门，命令总督姚启圣和施琅共同负责收复台湾。虽然姚启圣也参与了这一行动，但他的主要目的是监督施琅，因为施琅是从郑氏家族投降过来的。
郑成功在收复台湾一年后去世，他的儿子郑经接任。但清朝多次招安都被郑经拒绝。后来郑经病死，他的儿子郑克塽继承。此时清朝的政策从招安转为进攻。
在收复台湾的过程中，施琅采取了“寓剿于抚”的策略，即以军事打击为主，同时辅以政治招抚、经济封锁等手段。他率领福建水师三次进攻澎湖，试图消灭郑氏集团，实现统一。然而，由于海上风暴突然来袭，三次攻打均未能成功。
尽管康熙皇帝对施琅给予了足够的信任，但姚启圣和施琅之间还是发生了争执。两人之间的争吵并不是关于是否应该收复台湾，而是关于进攻的时间。他们曾在深秋和初春这两个季节之间反复争论。
施琅在首次攻打澎湖失败后，向康熙皇帝提出了“风险太大，情况危急，而且时机不利，我建议我们要加大力度进攻”的建议。康熙皇帝同意了他的建议，并下令再次进攻台湾。
在康熙二十二年1683年的一个闰月的二十二日，施琅率领着两万多名福建水师战士，以及200多艘战船，发起了第三次对澎湖的进攻。
郑军大将刘国轩带领2万人和200艘战船防守。因为六月多台风，海战不利，刘国轩以为施琅只是虚张声势，所以没防备。
当施琅带领的清军突然出现时，刘国轩非常惊慌，匆忙应战。施琅分派左右各50艘战船夹击郑军，自己率领56艘战船从中间突进。澎湖被占领后，郑家王朝无力抵抗清军，只能投降，结束了在台湾22年的统治，台湾成为清朝领土。
经过一场激烈的战斗，郑军彻底失败。郑克塽率领部下投降，并前往台湾与康熙皇帝会面。
康熙皇帝对郑克塽和他的部下表现出了很大的宽容，给他们分配了官职，并赏赐了房屋、土地和金银财宝。同时，康熙皇帝废除了台湾总督衙门，将台湾改为福建省的一个府，设立了台湾府、县和各级官员。
为了庆祝收复台湾，康熙皇帝还下令撰写《平定台湾记》一书，记载这场战役的历史。这本书现如今保存在北京故宫博物院中。
在清朝占领台湾之后，他们对于如何管理台湾这个问题产生了争议。康熙皇帝认为，台湾的战略位置非常重要，不能放弃，必须有人守卫。
因此，在1684年，清朝在台湾设立了一个府和三个县，并派了8000名士兵驻守台湾，同时在澎湖群岛也设立了守卫，派了2000名士兵。
这些士兵都直接隶属于福建省。这样，台湾和大陆就被统一起来了，而且台湾的行政建制也和大陆其他地方相同。