1281年，元軍東征日本因颱風失敗，迂迴台灣，道經澎湖設澎湖巡檢司，企圖進取台灣，作為征日本之準備。該地方區劃隸屬於福建泉州府，主官為澎湖寨巡檢。澎湖巡檢司不但是澎湖群島的首次行政區劃，也是台灣的首次官署設置。 明朝仍依循前例於澎湖設置該官署，直至1384年因為實施封海政策，予以廢除。

1563年考量沿海治安等因素，復設澎湖巡檢司。此官署直至1622年，荷蘭東印度公司佔領澎湖為止，但在1624年，明朝福建巡撫南居益又派兵進攻澎湖，並取得了澎湖之戰的勝利，從而將荷蘭勢力驅逐出澎湖，收復了澎湖列島。

至16世紀中期，台灣中部的原住民產生了大肚王國。由15至18個村社的巴布拉族與貓霧捒族、巴則海族和一部份洪雅族所成立的「跨族群準王國」，共主稱為「大肚番王」，領域範圍主要於大肚溪上中下游的流域。該王國在1644年荷蘭人武力入侵後降服，荷蘭東印度公司與番王締約並承認其地方領主，於明鄭王朝時期遭受鎮壓近乎滅絕，至清雍正時期因抗清失敗最終滅亡。

到了16世紀中期，包含倭寇在內的海盜在中國東南沿海一帶活動，並將台灣作為躲藏地點。海盜在中國沿海劫掠，遇到官兵追擊，就逃至澎湖，然後再到台灣，成為除了少數漢族拓荒屯墾移民之外的另一部份住民。同一時期，葡萄牙人是最早抵達東亞與殖民台灣的歐洲探險者，但是與台灣的實質關係僅止於用鴉片和稻米來交換一些原住民的物品，並沒有進一步殖民的企圖。

1624年，顏思齊在魍港設立十寨作為據點，其繼承人鄭芝龍後來成為中國東南沿海勢力最大的海盜，並在1628年接受明朝招撫。同年閩南大旱，鄭芝龍曾提議招募饑民移殖台灣，亦有學者認為此提議從未執行。這段期間鄭芝龍曾強力控制中國東南沿海的商船，以及中國大陸對台灣的貿易。

以反清復明為口號的鄭成功經過九個月的苦戰，攻下「熱蘭遮城」，懷念閩南故鄉的鄭成功將它改稱安平城，賡續的戰役迫使東印度公司台灣長官揆一於1662年2月1日（黃曆12月13日）簽字投降，撤離台灣，自此台灣歸為明鄭治理，建立了台灣歷史上第一個漢人政權。

鄭氏改赤崁建都為東都明京，即今臺南市所在之地，設一府二縣，另設一司為澎湖安撫司。鄭成功於同年6月23日病逝。其子鄭經在廈門起兵，打敗了叔父鄭襲，終於回臺繼位，1664年改東都為東寧。

英國東印度公司曾與鄭氏政權簽訂通商條約，當時英國人直稱其為「台灣王國」或「福爾摩沙王國」。 在陳永華的輔政下，建立完整的中央政府體制，撫土民，通商販，興學校，進人才，定製度，境內大治。

鄭經死後，經過權臣馮錫範的政變，鄭經長子克𡒉被殺，幼子克塽繼位，於1683年鄭軍水師在澎湖海戰為清軍所敗，鄭克塽被迫投降。清廷官員雖曾建議放棄台灣，但康熙帝仍將台灣劃入大清帝國版圖，歸福建省管轄，稱為「台灣府」。

在中台灣馬芝遴地區（彰化縣福興鄉一帶與淡水鎮之間）有22個村社，其中大甲溪以南的18個村社是由一位叫柯大王（Quata Ong）的領袖所統轄。1645年4月荷蘭人召開南部的地方會議，柯大王跟荷蘭東印度公司訂約，表示臣服，不過直到1662年荷蘭人離開台灣為止，大肚王國都維持半獨立狀態。

大肚王國雖對東印度公司友善，但從未歸順明鄭王朝。1661年鄭成功領兵渡海，擊敗荷印公司軍隊，取得台灣統治權。由於實施「兵農合一」政策，派遣鄭軍分赴各地屯墾，侵害到原住民族的活動空間，導致明鄭王朝和大肚王國數次武裝衝突。

鄭氏政權滅亡後，1722年，出任巡臺御史的黃叔璥在他的《臺海使槎錄》一書中，有這樣的記載：「大肚山形，遠望如百雉高城，昔有番長名大眉。」雖然寥寥數語，卻說明17世紀的台灣中部確實有一個「超部落」的王國。1731年（雍正九年），清廷官吏對原住民指派勞役過多，引起原住民群起反抗，發生大甲西社番亂（大甲西社抗清事件），翌年被鎮壓下來，各族人陸續逃離原居地，遷往埔里（南投縣北部）一帶，大肚王國亦終告瓦解。

1684年4月，台灣納入大清帝國版圖，設立大清帝國福建省台灣府。在17世紀初期大清帝國政府起初對於台灣的統治採消極政策，治台政策儘量以較低的成本來經營建設，並鼓勵人民開墾，先是將十幾萬在荷鄭時期就已居住在台灣的漢人強制遣返大清帝國內地原籍，再對內地人移民台灣嚴格限制，禁止攜帶家眷，但大清帝國沿海省分仍有不少人民冒險偷渡來台，在台灣西半部各地落腳定居，後來慢慢開始有向台灣東部開墾的行列，但為數不多。由於初期清廷派來的官吏素質粗劣、官民間語言的隔閡、以及清廷對台灣住民的高壓政策等，造成武裝起義或騷擾事件不斷發生，1721年的朱一貴事件、1786年的林爽文事件、以及1862年的戴潮春事件，被稱為清朝台灣三大「叛亂案」。

雍正二年降旨准廣東人移民台灣，到了18世紀乾隆後期開始出現大量開墾移民，而此台灣移民又以漳州人、泉州人與客家人居多。由於先來後到的土地分配衝突而相繼發生分類械鬥，進而影響日後台灣族群的分佈。清治官衙控制力薄弱，無法禁絕遏止，地方官甚至藉漠視兩方爭鬥與分化，造成兩敗俱傷以削減可能的叛亂力量。這種族群間的對立，造成經濟與文化交流的更加困難。經19世紀末期兩族群許多地方仕紳努力，才逐漸有所改善。

19世紀中葉以後，隨列強逐步由海路進逼大清帝國，台灣在1860年起，開放部分港口開放對外通商。鴉片戰爭期間，自1841年9月起英國艦隊數度出現台灣外海，試圖佔領北部基隆港與西海岸中部梧棲港，但都歸於失敗，這是帝國主義列強對台灣清治時期第一次野心的行動。

1874年，日本因台灣南部原住民殺害琉球人事件，出兵恆春半島，即「牡丹社事件」。這對清廷以往消極的台灣經營成為一種警訊。清廷在日軍出兵台灣後的1874年5月27日，迅速派遣沈葆楨來台，強化台灣的防衛力量，並革新台灣行政、以補強政策使台灣發展。由其繼任者、福建巡撫丁日昌繼承下來。隨後1884年，清法戰爭中法國軍隊出兵澎湖群島及台灣北部。

1885年，大清帝國設立台灣省，並由劉銘傳出任台灣首任巡撫。

1884年大清帝國與法國因越南的戰爭爆發，使得劉銘傳被清廷重新啟用派往台灣。劉銘傳在台灣時多次擊敗法軍登臺的計劃，在滬尾大捷中最終使法軍放棄登臺。1885年大清帝國將台灣從福建分離出來建立福建台灣省，劉銘傳為首任巡撫。到1891年為止劉銘傳在台灣設立防禦措施，整理軍備，同時也在台灣開發和建立了許多基礎設施，他督台期間台灣的第一條鐵路開通，從基隆港到新竹，此外他還建立了電報局、煤務局、鐵路局等一系列管理機構。但是劉銘傳的新政並沒有考慮到官吏的廉潔以及台灣本身財政負擔的問題，導致台灣財政負擔大幅增加，清朝官員貪污頻繁，以及人民的反抗。1889年彰化就曾經因為清田賦問題而爆發「公道大王」施九緞事件。

而後至1894年12月由唐景崧就任台灣巡撫。時已正發生甲午戰爭，由於1894年到1895年清廷在甲午戰爭的失敗，清廷簽訂馬關條約將台灣和澎湖之主權讓給了當時積極向外擴展勢力的日本。台灣人建立台灣民主國對抗日本，以藍地黃虎的「黃虎旗」當作國旗，以唐景崧就任臨時大總統，劉永福任大將軍。日軍於貢寮登陸後，台灣民主國節節抵抗，因後援不繼而讓日本接收台灣成功。

日本接收台灣初期，台灣本地官員士紳如丘逢甲等人抗拒割讓日本，成立「台灣民主國」年號永清，推舉末代台灣巡撫唐景崧為總統，抵抗日本軍隊的接收，結果日軍甫登陸唐景崧立刻逃至廈門，6月26日劉永福繼任台灣民主國總統。全台防務由軍務大臣李秉瑞指揮。之後三個月，民主國和日軍發生不少規模不小的血戰，並造成14000名台灣兵勇戰死，史稱「乙未戰爭」，同時也是台灣史上最大的一場戰爭。

日本設台灣總督為台灣最高長官，並設置台灣總督府作為在台的最高統治機關。初期，總督職務均由軍人擔任，以敉平當時各地的動亂組織；1898年，明治政府任命陸軍將領兒玉源太郎中將為第四任總督，並派後藤新平擔任民政長官以為輔佐，從此採取軟硬兼施的治理政策。日本以警察制度及保甲制度管理台灣，後到日本大正年間，台灣政局漸趨轉穩。

1908年，縱貫鐵路全線貫通。1919年日本政府派任田健治郎為台灣首任文官總督，開始大量建造各項基礎建設，如自來水、電力、公路、鐵路、醫療、教育。為推動「農業台灣，工業日本」的政策，鼓勵台灣農民種植蔗糖、稻米；並大量開採金、銅、煤礦、森林、食鹽等台灣自然資源，以供應日本內地工業所需。同時，日本重新劃定台灣行政區域，對重要的都市進行「市區改正」的工作，擬定都市計畫，改變過去台灣常見的清末閩南地區的鄉鎮風光，使得街道風貌漸為西化，並規劃全台道路橋樑、公園綠地、自來水與下水道、電氣工程、衛生機構、政府廳舍等。

漢人對於日本殖民政府的反抗，初期多為激烈的武力衝突（如羅福星主事的苗栗事件及余清芳領導的西來庵事件），因死傷慘烈，後期轉變為社會政治運動。原住民族的抗日行動有以莫那魯道為首的霧社事件。

自1920年代開始，隨著日本進入「大正民主」時代，及第一次世界大戰後美國總統伍德羅·威爾遜「民族自決」主張的影響，台灣的知識分子也展開一連串要求自治與制度改革的運動，結合偶發的勞工運動，並向民間廣為宣傳，如台灣文化協會、台灣民眾黨等。但到了後期，因為左、右兩派的分裂，及日本殖民政府加強壓制力道而逐漸消沉。

蓬勃的日治黃金時期在的台灣博覽會達到頂峰，鐵路路線擴建、米糖產量增加、郵信電信普及等等經濟成果也導致台灣社會人口增加、公學校普及和放足徹底實施、現代衛生環境建立與守時守法觀念養成等重大民生改革，進而舉行了台灣首次選舉。1930年4月10日由八田與一規劃監造的嘉南大圳及烏山頭水庫順利通水使用，成為世界第三、亞洲第一的大型水利工程設施，使嘉南平原多達150,000甲的土地擁有充沛水量。

1937年第二次世界大戰爆發後，日本政府推行皇民化運動，加強對台灣民眾的思想控制。第一階段是1936年底到1940年的「國民精神總動員」，重點在於「確立對時局的認識，強化國民意識」。第二階段是1941年到1945年的「皇民奉公運動時期」，主旨在驅使台灣人為日本帝國盡忠。「鼓勵」台灣人說日語並推行日式教育，改姓日本姓氏，穿日本服飾，奉祀傳統日本信仰神道教，全盤接受日化生活。另外日本當局也於1945年全面實施徵兵制，召集台灣人從軍或負擔軍隊勞役，投入中國及東南亞戰場。1944年後，受到盟軍25次大空襲影響，受波及的台灣農工生產值於戰爭結束前的1945年降到最低點。

1945年，第二次世界大戰，日本接近戰敗，而後由昭和天皇頒布《關於朝鮮及台灣住民政治參與權之詔書》 ，日本政府同時通過殖民地政治待遇案，給予台灣人與日本內地相同的參政權及「參戰權」。同年8月14日，日本戰敗，昭和天皇發表《終戰詔書》宣佈無條件投降，第二次世界大戰結束；同盟國於1945年10月25日在台北公會堂舉行中國戰區受降典禮，並指派中華民國國軍負責對台灣、澎湖群島實施盟軍的軍事佔領。

當時接管的台灣省行政長官公署施政不當引發民怨，加上戰後經濟崩潰與惡性通貨膨脹等，最後在1947年初，因查緝私菸所引發的官民衝突，使得無法宣洩的民怨促使二二八事件爆發。之後國民政府後續還有清鄉行動，許多與事件無關的各界菁英與百姓也被無故殺害，或逮捕之後不經審判而被監禁、處死或就此失蹤。此事件埋下後來台灣本省人與外省人族群與黨派對立與台灣獨立運動的種子。

1949年，中華民國政府因國共內戰戰敗而播遷台灣。由於解放軍仍持續攻擊國軍，從1949年10月24日渡海進攻大金門的古寧頭戰役開始發生不少大小規模的慘烈戰役，直至1958年金門八二三砲戰國軍一方防衛成功，使得雙方暫時停火。之後經過二年（1960年），與往後1965年間偶發零星小戰鬥，此軍事衝突直到1978年底才正式宣告兩岸對峙時代結束，台灣海峽危機得以正式終止。

由於1948年5月10日公佈實施《動員戡亂時期臨時條款》與1949年5月20日施行《戒嚴令》，中華民國政府撤退至台灣後，時任總統蔣介石為穩定自己的政權、防止中國共產黨滲入台灣，展開長期的戒嚴與白色恐怖時期。之後中華民國政府在台灣一方面運用美援，推行經濟變革，穩定農業，扶植工業及中小企業；一方面透過前述兩項法令，配合黨、政府、軍隊、特務的結合掌控，持續政治與社會上的強勢控制，鞏固一黨專政體制，並壓制許多反對言論或行動。

1950年起，台灣開始實行地方自治，縣級與縣級以下之民意代表與行政首長及台灣省議會由公民直選產生。政府開始一系列扶植農業的政策，時任台灣省省主席陳誠推行土地改革，穩定農業。在工業方面，藉由土地改革，帶動了民營企業和工商業發展，並以加工出口導向為主。1953年，台灣經濟已逐漸恢復到戰前水準，由於日治時期的基礎、台灣的資金人才與技術及美援等因素下，台灣經濟逐步走向迅速成長。

1960年代，台灣進口替代產業面臨國內市場飽和問題，同時一些工業化國家的工廠面臨工資上漲等因素，紛紛搬遷到一些具工業基礎又勞工成本低廉的地區，台灣的經濟政策遂改為出口擴張。1966年，政府成立高雄加工出口區，這是亞洲第一個加工出口區。1963年，工業佔台灣國民經濟中的比重已逐漸超過農業。此後直到第一次石油危機為止，台灣長期保持年均兩位數以上的經濟成長率。1968年，政府開始實施九年國民義務教育，對台灣社會具有跨時代的重要意義。

1970年代台灣進入經濟起飛時代，由於石油危機帶來的全球經濟不景氣，1973年11月行政院院長蔣經國推動十大建設及十二大建設以穩定經濟發展。蔣中正於1975年4月5日病逝後，由副總統嚴家淦繼任總統至1978年屆滿。1978年蔣經國經由第一屆國民大會選舉，擔任了第六、七任總統，並持續發展本土化及民主化，不過仍有特務政治情形。台灣產業形態也由以農漁業為主順利轉型為以工業製造業與商業服務業為主，台灣經濟發展迅速，人民所得與生活水準均有顯著提升。

1971年中華民國政府被迫宣佈退出聯合國，此後各國陸續解除邦交關係。1979年1月1日，中華民國政府與美國斷交，外交處境造成相當衝擊。台灣的黨外團體開始透過私下發行的政論雜誌，對國民黨執政的政府進行抗爭，要求全面落實民主政治與言論自由。1979年12月，在高雄市發生美麗島事件，是台灣規模最大的民主抗爭事件，之後對被逮捕相關人士的軍事審判更引起國際矚目。

1980年代，隨著產業從農業發展到輕重工業、國民教育普及，國內生產總值超過六千美元，台灣名列亞洲四小龍，政府成立新竹科學工業園區，大力鼓勵內外廠商投資積體電路、電腦等高科技產業，台灣中小企業也被電子產業的蓬勃發展所影響，此時台灣個人電腦主機板產量因此位居世界第一，台灣達到新興工業國家水平。

1986年戒嚴狀態下，中國國民黨政府默許民主進步黨成立。由於陳文成命案、江南案、十信案等冤案與醜聞相繼爆發、黨外人士的抗爭與民主訴求，一般認為這是導致1987年7月14日總統蔣經國頒布宣佈「解嚴」的原因之一。隨後更進一步開放黨禁及報禁、開放民眾赴大陸探親。1988年蔣經國去世，副總統李登輝繼任，蔣家父子的威權統治隨之結束。

1990年代台灣進一步落實自由民主與中央層級之政治改革，街頭抗爭成為台灣日後自由民主社會的常見現象，著名的如五一九綠色運動、鹿港居民反杜邦設廠事件、五二〇農運、無殼蝸牛運動。李登輝於1990年第一屆國民大會第七次會議總統選舉當選之後，仍持續推動民主化與台灣本土化政策，在任內陸續推動六次修憲。

1990年大學生發起三月學運，李登輝總統認同此學運並宣佈修憲及改選國民大會，在1991年5月1日宣佈結束「動員戡亂」，並結束「萬年國會」的運作，之後決定在1996年舉行首次總統直選。1995年3月，全民健保正式實施，台灣福利制度的完善初見端倪。

1995年中國在接近台灣的福建平潭島嶼上舉行一連串軍事演習與多次與在近台灣外海進行飛彈試射，讓海峽兩岸緊張關係陡升，使台灣人民憂慮與反感，意圖使台灣無法進行總統選舉，美國為此派航空母艦戰鬥群前往台灣海域確保台灣海峽平靜。1996年3月23日，李登輝與連戰獲選為第9任正副總統，也是中華民國史上首次直接民選的正副元首。1998年，政府為了解決中央與地方行政區的過度重疊而通過了省虛級化。1999年，李登輝總統受訪提出了「兩國論」，與大陸緊張關係提高。1999年9月21日發生921大地震，傷亡損失重大。

2000年3月18日，由民主進步黨提名的陳水扁當選第10任總統，寫下首次政黨輪替的新頁。於2001年1月1日，廈門與金馬小型三通實施，首度展開兩岸小規模正式通商、通航和通郵。2001年以「臺澎金馬個別關稅領域」名義加入世界貿易組織。2002年8月，時任總統陳水扁公開表示台灣與中國的關係是「一邊一國」，引發北京當局反彈。2004年，第11任正副總統陳水扁及呂秀蓮當選連任。2008年3月22日，由中國國民黨提名的馬英九勝出，當選第十二任正副總統(二次政黨輪替)。2010年12月25日，五都升格正式實施，乃1950年以來台灣地方自治的最大變革。