康熙二十二年六月十四日（1683），施琅率领水兵二万余人，大型战船三百余艘，中小战船二百余艘，从福建铜山海域扬帆起程，一路乘风破浪，直指台湾的战略前哨澎湖列岛。
施琅认为，平台之战的关键在于澎湖。台湾本岛地域狭窄，缺乏战略纵深，澎湖是其外围防御的唯一屏障，一旦夺取澎湖，台湾就无险可守。台军主帅刘国轩也同样认识到了这一点，将台军主力全部部署在澎湖，并建造了坚固的防御工事，还在一些要冲地点加筑炮城，沿海筑造高墙深沟，并安设铳炮，摆出一副与清军决战的阵势。刘国轩自以为己方防守非常坚固，不消几日就可消灭清军，因此根本不把施琅放在眼里。当有人向刘国轩建议，趁晚上潮落调动船队袭击，施琅的军队必然失败。但刘国轩却说：“施琅徒有虚名耳！今当此日日飓报之期，敢统舟师越海征战，如夜风起，彼无焦类矣！此乃以逸待劳，不战而可收功也。”
面对台军的坚固工事，施琅并没有去硬碰硬，而是采取了灵活多变的作战方针，他将大鸟船56只居中，分为8队，每队驾船7只，各作三叠，施琅自率一队居中，以便调度，其他7队，分列左右，各由总兵官率领；此外，施琅还令80艘船分为两大队，以为后援。调度已定，清军开始向澎湖岛台军发起攻击。清水军迅速利用有利的西南风向条件，使用“五点梅花阵”，用多艘战船围攻台军一艘，集中兵力作战。“炮火矢石交攻，犹如雨点，烟焰蔽天，咫尺莫辨。”刘国轩见清军攻势逼人，不得不重新组织战船与之决战。郑将邱辉、江胜等率众袭击清军，兵锋甚锐，正在这时，施琅忽令左右各股战船，变化阵形，把邱辉、江胜团团围住。在清军的猛攻下，郑军节节败退，施琅立刻调动优势兵力，将郑军各个击破。刘国轩眼看郑军即将全军覆没，顿时失了主张，情急之下，突围而去。
澎湖一战，基本摧毁了郑氏的军事力量，清军先后焚毁、击沉和俘获台军大小船只近200艘，杀死台军将领、头目三百余名，士兵一万二千余名，另有165员将领和4800名士兵倒戈投降。此役，清军由于指挥得当，损失极少。澎湖战役胜利后，满朝信心大增，姚启圣认为应乘胜攻取台湾。但施琅认为，经过澎湖一役，台湾方面已无力与清廷相抗，此时，只要派一名使者招抚，台湾就可以归顺朝廷。
施琅又通过实行优待俘虏与恤民政策，争取台湾民心，施琅将战俘妥善安置，然后将他们遣返回台湾，并向他们说明朝廷是不得已用兵的，又向他们指出只有归降朝廷才是台湾的出路。这些人回到台湾后，大大影响了台湾的军心民心，施琅的心理战取得了兵不血刃的效果。
这时，郑氏集团的内部也进行着激烈的争议，有人认为退往吕宋，以图东山再起，但掌握兵权的刘国轩却认为大势已去，不能再兴兵祸，坚决主张郑克塽归降清廷。接着，怕出事端的刘国轩派兵监视郑氏集团，郑克塽、冯锡范只得上表求降，八月清军胜利进驻台湾。由于郑氏集团政治腐败，所以清廷统一台湾得到台湾各族人民的支持和拥护，清军至台湾时“百姓壶浆相继于路，海兵皆预制清朝旗号以迎王师”。
进入台湾后，为了稳定人心，施琅发布了《谕台湾安民告示》，劝慰台湾地方官员、百姓、土蕃等，“各宜乐业，无事惊心，收成在迩，务农毋荒，贸易如常”。施琅又亲自到郑成功庙告祭，历数郑氏开发台湾之功。施琅的所作所为很快使人心惶惶的台湾平静下来，取得了非常好的效果。
收回台湾后，康熙大为高兴，由于施琅表现突出，他授予施琅为靖海将军，封靖海侯，世袭罔替，其所属官员各加一级，以示恩宠。施琅亦在康熙面前述说刘国轩之功，得到康熙认同，后来刘国轩被任命为天津总兵官。
康熙二十二年（1683），郑克塽、刘国轩、冯锡范等奉命抵达北京，康熙授予郑克塽公衔，刘国轩、冯锡范伯衔，隶属于上三旗，并赐予房屋土地。对于其他郑氏官员，清廷也给予了合理安排。
然而很快清廷又面临着一个问题，尽管已经攻取台湾，但在台湾问题的处理上朝野之间意见分歧很大，朝廷和闽浙地方的不少官员主张放弃台湾。
听取了各方面的意见之后，康熙终于决定坚守台湾，并下诏令：“台湾弃取所关甚大，镇守之官三年一易，亦非至当之策，若徙人民，又恐失所，弃而不守，尤为不可。”于是，台湾设立台湾府，下辖台湾、诸罗、凤山三县，隶属福建省。台湾、厦门合派一道官管辖。同时台湾设总兵官1员，副将2员，兵8000，分为水陆八营，并在澎湖设副将一员。随后，康熙任命参领杨文魁为第一任福建台湾总兵官。
清廷陆续在台湾编户籍，定赋税，通商贾，兴学校，久悬海外的台湾终于回到了祖国的怀抱。随着台湾归化，清朝基本完成了统一大业。
