Sang thế kỷ 16, các người Bồ Đào Nha trên đường đi tới Nhật Bản, đã trông thấy hòn đảo Đài Loan và đã thốt lên câu "Isla Formosa" tức là "Hòn đảo đẹp" (Formosa = đẹp, theo tiếng Bồ), do vậy hòn đảo có tên là Formosa từ đó.

Trong hai thế kỷ 15 và 16, dân đảo Đài Loan đã sản xuất ra thực phẩm và các đồ dùng khác. Họ không bị kiểm soát bởi chính quyền Trung Hoa lục địa trong khi hòn đảo này lại nằm gần với con đường buôn bán đi tới Nhật Bản, Trung Hoa và Hồng Kông. Vì vậy Đài Loan đã trở nên địa điểm trú ẩn lý tưởng của các kẻ cướp biển. Vào năm 1593, vị Tướng Quân của Nhật Bản thời bấy giờ là Toyotomi Hideyoshi đã tìm cách sát nhập hòn đảo này vào nước Nhật nhưng dự định không thành. Đài Loan cũng bị các nhà thuộc địa châu Âu dòm ngó. Sau khi không giành giật được Macao từ tay người Bồ Đào Nha, người Hòa Lan đã thiết lập vào năm 1624 một căn cứ tại phía nam hòn đảo với 3 pháo đài. Ngày nay pháo đài Zeelandia gần thành phố Đài Nam (Tainan) vẫn còn là một địa điểm du lịch hấp dẫn du khách.

Người Hòa Lan đã áp dụng chính sách thuộc địa cổ điển, đánh thuế rất nặng lên người dân trên đảo, khai thác sức lao động của họ và qua các nhà truyền giáo, chuyển họ sang đạo Thiên Chúa. Vào thời kỳ này, Công Ty Đông Ấn Hòa Lan (the Dutch East Indian Company) đã nắm độc quyền về thương mại. Họ đã nhập cảng thuốc phiện từ Java, Indonesia, dạy cho người dân địa phương Đài Loan hút thuốc phiện trộn với thuốc lá. Thói nghiền này đã mọc rễ tại Đài Loan, lan sang đảo Áo Môn mà vào lục địa Trung Hoa, khiến cho hai thế kỷ sau xẩy ra Cuộc Chiến Tranh Nha Phiến.

Trong khi người Hòa Lan chiếm giữ phía nam của đảo, thì người Tây Ban Nha cũng cho thiết lập 2 trại lính tại mạn bắc. Sự xung đột giữa hai lớp người thực dân này đã khiến cho người Tây Ban Nha bị đẩy ra khỏi Đài Loan vào năm 1642. Cũng vào dịp này, người Mãn Châu bắt đầu thôn tính lục địa Trung Hoa. Nhà Minh đã cai trị Trung Hoa trong 176 năm với 16 vị Hoàng Đế. Khoa học và nghệ thuật đã phát triển rực rỡ vào thời đại này nhưng càng về sau, sự tham nhũng đã làm suy sụp chế độ. Lực lượng Mãn Châu xuất phát từ mạn đông bắc Trung Hoa, đã tiến dần về Bắc Kinh. Vào lúc này, vị Hoàng Đế cuối cùng của nhà Minh là Sùng Trinh (Sze Tsung) phải gọi đến một tên cướp đặt căn cứ tại Đài Loan tên là Trịnh Kỳ Long (Cheng Chi-lung) tập hợp lại các đạo quân rời rạc của nhà Minh để chống lại lực lượng Mãn Châu. Nhưng băng đảng của tên tướng cướp đã cướp bóc Bắc Kinh, mở cửa cho đội quân Mãn Thanh tiến vào Kinh Đô và nắm quyền. Hoàng Đế Sùng Trinh vì thế đã treo cổ tự tử.

Vào thời gian lực lượng Mãn Châu mới chiếm được Bắc Kinh và lập nên nhà Thanh (Qing dynasty, 1644 – 1911), Trịnh Kỳ Long vẫn duy trì được quân đội còn lại của nhà Minh. Nhân vật này đã lấy một người vợ Nhật, sinh ra một người con trai có tên là Trịnh Thành Công (Cheng Cheng-kung) mà người tây phương thường gọi bằng tên Koxinga. Thừa hưởng nghiệp cha, Trịnh Thành Công đã dùng đội quân 100 ngàn lính với 3 ngàn chiến thuyền để chống nhau với đội quân Mãn Thanh từ năm 1646 tới năm 1658, và đã có lần sắp chiếm được thành phố Nam Kinh. Cuối cùng, lực lượng của Trịnh Thành Công cũng bị thất bại và phải bỏ chạy qua hòn đảo Đài Loan.