明治に入ると、新政府は明治2（1869）年、他鉱山に先駆けて佐渡鉱山の官営化を決め、西洋人技術者を招いて近代化に着手します。さらに明治18（1885）年には、当時の鉱業界の第一人者、大島高任を初代佐渡鉱山局長に迎え、更なる近代化と拡張が図られました。この過程では国内初の西欧技術が数多く佐渡鉱山で実地に使われ、近代化の模範鉱山となりました。明治23（1890）年には鉱山学校も開校し、当時最先端の鉱山技術を授けたほか、他鉱山からも研修希望者が多く、近代化を担う技術者の養成にも貢献しました。

明治元年(1868)

佐渡奉行所を廃止し、明治政府の所管となる。

明治2年(1969)

新政府直轄の鉱山となり、近代化に着手。

明治3年(1870)

英人技師の指導により洋式の製鉱場建設を開始する。

明治8年(1875)

第一次の近代化がほぼ完成する。ドイツ人技術者の指導により日本最初の洋式立坑である大立竪坑の掘削を開始する（明治11年完成）。

　

明治14年(1881)

採掘に削岩機を使用する（日本最初）。

明治18年(1885)

初代局長大島高任赴任。第二次近代化と大拡張工事に着手。

明治20年(1887)

高任立坑の開削開始、日本最初の架空索道（空中ケーブル）で製錬場敷地造成と大間港の築港開始。

明治22年(1889)

佐渡鉱山が皇室財産となり、宮内庁御料局所管となる。

明治23年(1890)

間(あい)の山(やま)とう鉱場（鉱石の粉砕工場）完成。鉱山学校開設。

明治29年(1896)

入札により民間へ払い下げ。三菱合資会社の所有となる。