日军退出台湾后，沈葆桢经过深思熟虑，向清廷提出了开发台湾的规划。在台期间，沈葆桢对台湾的行政体制进行一系列整顿与改革，构建了保障台湾近代化全面推进的行政构架，台湾新政由此展开。

沈葆桢抵达台湾后，深切感受到台湾吏治的腐败，于是在《请移驻巡抚折》中，提出必须要有一位位高权重的大臣坐镇台湾，即由福建巡抚驻扎台湾。但这一建议，遭到了不少大臣的反对，最后清廷采取折中的办法，采用了“冬春驻台，夏秋驻省”的制度。这项制度的设立对加强台湾的行政管理具有重要意义，同时也为后来台湾建省奠定了基础。

沈葆桢还对全台湾的行政区划进行改革。他向清廷奏请设置“台北府”，加强北部地区的行政管辖。1876年，清廷准奏，在艋胛设置台北府，添设淡水县，将噶玛兰厅改为宜兰县，原淡水厅所在地竹堑改设新竹县，改噶玛兰通判为台北府分防通判，移驻鸡笼，同时在琅峤地区设恒春县。从此台北成为继台南之后的又一政治中心。

恒春古城南门（来源：朱华主编《船政文化与台湾》P68）

清政府统一台湾后，对少数民族的管理只是采用简单的划分方法，居住在深山老林、基本不与汉人来往的少数民族与汉族同胞之间存在隔阂，与清朝官兵更是矛盾重重。为此沈葆桢决定对该地区进行全面开发，目的使台湾的东西海岸连接起来，团结少数民族，并提升他们的生产、生活水平。于是向朝廷奏请“一面开山，一面抚番”，并制定了抚番的11项内容。沈葆桢全力推进东部山区的开山抚番新政，并主张开山与抚番必须同时并进，相辅相成。

在沈葆桢的主持下，开山筑路工程分南、北、中三路分头开辟通往山后的道路。北路从苏澳到岐莱（花莲），是三路中最早开始动工的。北路开山205里，沿途修建32处碉堡，而且沿途先后招抚木瓜社、大吧笼社等29社少数民族人民，共17719人。南路开山分为两支：一支从凤山县赤山开路到卑南（今台东），另一支由社寮到卑南。中路开工较晚，1875年2月才开始，从彰化的林圯埔（今南投竹山）、社寮庄分别开筑，到大坪合为一路，打通了山前山后路线，与岐莱由南至北的道路连接。经过一年的努力，到1875年11月，三路开山筑路860里。这三条公路沟通了东海岸从宜兰到台东的南北陆路交通，以及前山与后山的东西陆路通道，便利了全台湾各地间的往来，促进了汉族地区与高山少数民族地区的文化、经济交流，这对加速台湾的开发建设与巩固台湾海防都具有重要意义。

为改变少数民族地区落后的文化状况，沈葆桢还与福建巡抚王凯泰一起编写了少数民族学习教材《训番俚言》。《训番俚言》仿三字经体例，五言一句，既通俗易懂又便于记忆。内容主要以中国传统的国家观念和伦理道德为核心，向少数民族传播中华文化。另外《训番俚言》还用大量的篇幅教导少数民族改掉旧的生活方式，如“鸟兽有羽毛、人当有衣冠”“脸宜常洗净、日日不可间”。

1874年沈葆桢派出船政委员张斯桂带领船政学生，走遍台湾各地，历时数月，绘制成台湾全图。图为船政学生魏瀚、林日章、郑清濂、陈兆翱、林庆升等绘制的《台湾府城并安平海口图》。（来源：朱华主编《船政文化与台湾》P122）

沈葆桢主张在开山抚番的同时招民垦荒。但招垦政策公布之后，前来招垦的民众非常少，究其原因主要是台湾缺乏充足的劳动力。但当时清政府有非常严格的渡台禁令和入番界禁令，而且还根据这些禁令制定了诸多的处罚规定。这些消极的封禁政策不仅严重影响了大陆与台湾的交流，还造成台湾汉族与少数民族之间的隔阂与矛盾，而且严重阻碍了台湾经济的发展。沈葆桢建议“将一切旧禁尽与开豁”。这些禁令解除之后，沈葆桢在台湾全力推进招垦，在台东的璞石阁、卑南、花莲、恒春设立招抚局，以优惠的政策鼓励台湾少数民族垦荒。同时还在厦门、汕头、香港等地设立招垦局，鼓励大陆沿海居民赴台垦荒，并颁布优惠政策，凡是愿意到台湾开垦的，不但“免其船费”，而且“日给口粮，人授地一甲（约合十一亩三分），助以牛种农器，三年之后，始征其租”。沈葆桢开山抚番、开禁招垦的政策，为台湾社会的发展扫除了障碍，也推动了台湾的近代化发展。

开山抚番之举给台湾的经济发展带来一次飞越。台湾史学家连横评价道：析疆增吏，开山抚番，以立富强之基，沈葆桢缔造之功，顾不伟欤！