前文提到過，治台前七年基本上都在弭平抗日勢力，一直到後藤新平的治理方式將抗日勢力逐漸瓦解後日本才真正開始全面統治台灣
後藤新平接任民政長官之後，後藤秉持「生物學原則」，開始大規模地進行的調查與建設。後藤曾說：「殖民地行政計畫，在目前科學進步之下，必須根據生物學的原則，也就是要發展農業、工業、衛生、教育、交通、警察。如果以上各項能夠完成，我們就可以在生存競爭中獲得保全及勝利。」
後藤新平在臺灣總督府民政長官任內，進行土地調查、戶口普查及風俗習慣調查，推展生物學的殖民政策，促進科學、農業、工業、衛生、教育、交通與治安警察等發展，並收編反日份子，攏絡臺灣的門閥士紳，奠定日本在台灣往後的統治基礎。台灣舊習慣調查
舊慣調查為臺灣的文化、風俗、民情和律法留下重要的紀錄；而土地及戶口調查的全面與精確，不但成為日本殖民統治與建設的重要基礎，其影響甚至延續到戰後國民政府在臺的施政。
後藤新平上任後，檢討以前日本的統治政策，發現有一些缺失。首先後藤研究出清朝並沒有嚴厲的管束臺灣制度，臺灣人的地方仕紳於是各自為政，自治非常發達。這種自治是一種習慣法，然而日本統治者卻輕易破壞這個自治制度，想要引進新的文明、新的法令，臺灣人根本聽不下去，難措手足，這就是失敗的根源。今後的方針，應該恢復舊習慣，總督府只站在監督者的立場，只有發現弊害時，才逐漸改善，這樣的行政就事半功倍。當時大多數日本人認為日本文明而台灣野蠻的歧視政策，後藤新平則是少數認識到台灣舊習慣想法的人。
後藤新平為了徹底了解台灣舊習慣，首先他展開大規模調查。1900年，後藤新平聘請京都帝國大學教授岡松參太郎，於1901年成立臨時台灣舊習慣調查會，後藤新平自己擔任會長。1903年，京都帝國大學教授織田萬加入調查會。途中，織田萬對調查的對象太龐大、複雜，而有些氣餒，後藤新平勉勵他說：「這是為了世界文化，而且只有日本人能做。」
都市計畫及改善基礎設施
後藤對臺灣的建設始於醫療和衛生的改善。1895年，他受聘擔任臺灣總督府衛生顧問時，當時的台灣，衛生狀況非常惡劣，甚至被清政府視為『惡疫之地』。日本來台工作者對台灣的氣候、環境有諸多不適應，於是他著手規劃關於日本人居住地的衛生、自來水和下水道等建設。
後藤新平決定在各個城市建設排水設施和進行都市計畫，1896年8月，經後藤邀請，英國人威廉·K·巴爾頓（William Kinnimand Bunton）赴台，對台灣排水系統進行調查研究，1897年4月，台灣各地開始進行市政改造工程。1898年台灣總督府內設立台北市區改正委員會，都市計畫方案的起草也隨即開始，1905年方案通過。後藤新平在台期間，未受任何干涉，獨自領導實施了台北市區改正、自來水-排水管道鋪設、鐵路建設、港口建設、公共建築等一系列基礎設施建設。
道路、鐵路、港灣改善
日本接收台灣之初，幾乎沒有像樣的道路。村落與村落之間，村落與市街之間，可能只有30公分寬的小路。在後藤新平主持下，台灣建築了1.8公尺寬的道路5千5百公里，超過1.8公尺寬的道路2千9百公里，超過5.4公尺寬的道路8百公里，超過7.2公尺寬的道路80公里。
鐵路方面，在清朝統治期間，從1887年起花了7年鋪設從基隆到新竹約100公里的鐵路。但是品質不佳，橋是木造，稍為有些轉彎的地方，旅客必須下車一起推火車。日本接收台灣後，民間成立台灣鐵路公司，計劃興建台灣縱貫鐵路。後藤新平上任後，主張鐵路國有，並且認為台灣鐵路的1千萬日圓興建計畫不夠，應該追加到3千萬日圓。後藤新平成立台灣鐵路部，自己擔任部長。1908年，台灣縱貫鐵路完成，比當初預定的還要提早兩年。
後藤新平實施的港灣政策是建設基隆港與充實衛生設備。尤其是後者，是後藤新平非常重視的計畫。台灣當時有許多傳染病，甚至曾經因鼠疫而死了4500人。充實衛生設備最大的重點是建設上下水道。日本剛開始統治台灣時，軍用水道只有基隆與淡水兩處，後來在後藤新平積極推動下，台灣的上下水道比日本國內還要早完成。竹越與三郎於1904年第一次訪問台灣時，驚訝地說：「我所看到的台灣首府，純然是歐洲風的清潔宏闊市街，道路好像東京的道路，甚至比東京的道路還漂亮，步道與車道之間，鋪有水泥，下面有下水道，讓雨水和汙水可以排放。」
土地調查
在解決完抗日游擊隊和鴉片兩個問題後，後藤新平接著進行土地調查，目的將清政府時期台灣的隱田清理出來，以便為臺灣總督府增加稅收，而有不實記載的，更可以收歸臺灣總督府所有。台灣的土地所有權非常複雜，有大租戶（墾首）、小租戶（墾戶）、佃農（佃戶），而且有許多隱田。1885年，清朝新任巡撫劉銘傳曾經想要測量全島農田，卻招致台灣民眾的反抗，甚至引起暴亂，結果失敗。
1898年，後藤新平設立臨時台灣土地調查局，自己擔任局長。後藤新平對手下再三交代，進行土地測量時要尊重當地人的感情，要尊重他們的祖墳。1904年，土地調查告一段落，台灣總督府並以公債向大租戶強換農田，使得臺灣總督府成為台灣最大地主，增加後來稻米、蔗糖的輸日，其規模經濟更讓小租戶與佃農無法與殖民政府競爭而達到經濟控制的手段。經過這番土地調查，發現許多隱田，結果實際農田是以往的1.7倍，這些隱田主要是清政府於台灣採取番漢分治所形成的結果。
1904年，日本基督徒竹越與三郎（1865－1950）目睹後藤新平的詳細土地調查，感嘆說：「與這個相比，日本在明治七年實施的地租改革簡直是兒戲！」
