1874年，日军3600人共分三批出发，4月27日“有功丸”搭乘日本新任驻厦门领事福岛九成驶往厦门，5春”、“三邦丸”、“明光丸”开往台湾社寮港；
5月18日西乡从道以“高砂丸”为旗舰，率兵开往台湾。5月21日日军沿四重溪搜索遭到高山族人攻击，22日爆发“石门之役”。当日西乡从道率舰队抵达社寮港，随即展开攻击。
这场战役中，高山族人伤亡者合计达70余名之多，牡丹社酋长父子战死。日军伤亡者有20余名。6月1日日军发动“牡丹社之役”，出兵分三路围剿高山族人。
6月5日，日军攻破牡丹社，并焚毁多社。但高山族进行顽强抵抗，时常从山中出来袭击。日军防不胜防，终不能胜，只得退守龟山，在这里建造都督府，设医院，修桥梁，筑道路，开荒屯田，作长久之计。时日军中疟疾流行，2000多人患病，500多人病死，日军处于进退两难的境地。
而清政府不但对日本侵台消息得的晚，而且知道情况后反应迟钝，措施不力。中国开始对日本的侵略行动一无所知，最先告诉中国消息的还是英国驻华公使威妥玛，后北洋大臣李鸿章、南洋大臣李宗羲均咨报日本兴兵赴台湾各节。
总理衙门采取如下对策，“除由臣衙门照会该国外务省切实诘问外，臣等公同悉心商酌，此时该国动兵与否，尚未明言，固未便操之过急，而事必期于有备，患当杜于方萌，应如何按约据理，相机辩阻，及如何先事筹备，……拟请钦派开望素着、熟悉洋情之大员，带领轮船，前往台湾生番一带，察看情形，妥筹办理。”
而上谕云：“生番地方，本系中国辖境，岂容日本窥伺该处情形如何，必须详细查看，妥筹布置，以期有备无患。……着派沈葆桢带领轮船兵弁，以巡阅为名，前往台湾生番一带察看，不动声色，相机筹办。”
人家已经打上门来了，朝廷还担心“操之过急”，不过“诘问”而已，并拟“按约据理”、“相机辩阻”，“察看情形”、“相机筹办”，明显措施不足。
中国官员对日军的行动进行了有力的批驳。5月3日，福岛九成在厦门会见知府李钟霖，递交了西乡从道致闽浙总督李鹤年的照会。照会一心掩饰侵略，将侵犯刚签订《修好条规》不久的与约国，说成是稍示惩罚生番，竟然还恬不知耻地要求中国地方政府将躲藏的生番抓住交给日本兵，日本人之虚伪和狡猾可见一斑。
5月11日，闽浙总督李鹤年复函西乡从道，内称：“本部堂查台湾全地久隶我国版图，……贵国政府并未与总理衙门商允作何办理，径行命将统兵前往，既与万国公法违背，亦与同治十年所换和约内第一、第三两条不合。……琉球岛，即我属国中山国疆土，该国世守外藩，甚为恭顺，本部堂一视同仁，已严檄该地方官，责成生番头人，赶紧勒限交出首凶议抵。总之台湾在中国，应由中国自办，毋庸贵国代谋……应请贵中将撤兵回国，以符条约而固邦交可也。”
应当说，李鹤年的回函对琉球漂民事件如何处理作了正面回答，要求日本撤兵也有理有据，但是西乡从道接到复函后，不仅毫无撤兵之意，反而加紧向高山族进攻。
5月11日，总理衙门照会日本外务省进行诘问。照会云：“查台湾一隅，僻处海岛，其中生番人等，向未绳以法律，故未设立郡县，即礼记所云不易其俗，不易其宜之意，而地土实系中国之属。……此次忽闻贵国欲兴师前往台湾，是否的确，本王大臣未敢深信，倘贵国真有是举，何以未据先行议及，其寄泊厦港兵船，究欲办理何事，希即见复，是所深盼。”
照会用语软弱，无强烈抗议之词，更无针锋相对之意，对台湾生番所置“向未绳以法律”之词，十分不妥，授人以柄，日本正是借生番是“化外之民”出兵台湾的。
日本外务省对照会要求立即见复置之不理，直到9月才复照，且态度极为横蛮。复照称日本出兵是根据柳原前光和毛董两大臣会谈之意行事的，真是强词夺理。
5月28日，日本派驻中国公使柳原前光抵到上海，福建布政使潘等人与柳原前光会面，进行诘问，要求退兵。
随着事态的扩大，总理衙门也知道徒以口舌不能解决问题，准备用兵。5月29日，总署恭亲王奕欣在奏折中称：“因思日本兵船，既赴台湾，且有登岸情事，必须沈葆桢迅筹办法，或谕以情理，或示以兵威，使彼无隙可乘，庶几潜消隐患。”
不久上谕准奏，并任命沈葆桢为钦差办理台湾等处海防兼理各国事务大臣，福建布政使潘为帮办。5月31日朝廷接李鹤年奏，报告了西乡从道的照会及复函情况。6月5日朝廷又接李鹤年奏，称已向凤山、澎湖、厦门调兵，并阐述了对日军策略：“如果倭兵扰入台湾腹地，自当督饬镇道鼓励兵团，合力堵剿；若仅以戕杀琉球难民为名，与生番复仇，惟当按约理论，不遽声罪致讨以免衅开自我。”
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