朝廷應沈葆楨所請增兵台灣，下旨北洋大臣派兵三千，南洋大臣派兵兩千，乘輪船赴台灣。
李鴻章與沈葆楨關係很密切，兩人書信不斷，深知台灣防務空虛，因此他決定派十三營六千五百銘軍乘輪船赴台灣，而不是朝廷要求的三千人。他上《派隊航海防台折》說明必須增派人馬的原因：“日本構兵生番，焚掠牡丹等社，實屬顯違和約，妄啟釁端。經沈葆楨派令藩司潘蔚等，親赴琅橋與該中將西鄉從道據理駁詰，該酋猶複藉詞狡辯，未肯遵照撤兵，居心殊為叵測。台灣水陸兵備，自不可不厚集其勢，預伐詭謀。唯南洋兵勇洋槍太少，日本皆用後門洋槍炮，精準而能及遠。且日本帶船帶兵頭目，多用美國武官，戰力較強。”“查有記名提督唐定奎所統，現駐徐州之武毅銘字一軍，向隸提督劉銘傳部下，隨臣剿辦發撚，轉戰數省，極為得力。唐定奎樸誠明幹，素為將士所服。”“擬即飛飭唐定奎，統帶步隊十三營，合計六千五百人，由徐州赴瓜洲口，分批航海赴台，聽候沈葆楨調遣。該軍向習西洋槍炮，訓練有年，步伐整齊，技藝嫻熟，將士一心尚可資指臂之助。”
李鴻章讓上海輪船招商局和福州船政局的輪船到瓜洲接運唐定奎赴台，並令盛宣懷負責督帶輪船，往來接應。考慮到徐州空虛，而陝甘已經平定，李鴻章請朝廷調陝西的劉盛藻部二十二營到山東濟寧及徐州接防。
淮軍於七月底乘輪船到達台灣，清軍士氣大振，總兵力超過日本。而日本士兵受不了台灣的酷暑，紛紛病倒，就連西鄉從道本人也腹瀉不止，人瘦得如同地獄的餓鬼。要在軍事上取得勝利已經不可能，日本轉而希望在談判桌上占到便宜，一麵令特命駐華公使柳原前光從上海北上，一麵派大藏卿大久保利通作為天皇的全權大臣，“向大清國皇帝所任具有同樣權力之大臣轉達朕意，並締結條約或協定”。