Tháng 4 năm Quý Sửu (713) Mai Thúc Loan kêu gọi những người dân phu gánh vải quả nộp cống cho chính quyền nhà Đường nổi dậy khởi nghĩa . Quân khởi nghĩa nhanh chóng chiếm được Hoan Châu. Nghĩa quân lập tức tôn Mai Thúc Loan lên làm Hoàng Đế, đóng đô ở thành Vạn An, Sử gọi ông là Mai Hắc Đế (Vua đen họ Mai).
Mai Thúc Loan từ Hoan Châu tiến quân ra Bắc, đánh vào phủ thành đô hộ của giặc. Quân giặc đại bại, tên quan đô hộ Quan Sở Khách chạy trốn về nước. Quân khởi nghĩa thu lại toàn Giao Châu.
Mai Thúc Loan cầm quyền tự trị được khoảng 10 năm (713-722). Nhà Đường đã cử đại quân gồm 10 vạn người, do tướng Dương Tư Húc cầm đầu cùng với tên quan đô hộ cũ là Quang Sở Khách, tiến sang nước ta vào mùa thu năm Nhâm Tuất (722). Sau nhiều trận đánh khốc liệt, từ lưu vực song Hồng đến lưu vực sông Lam, cuối cùng Mai Thúc Loan thua trận, nghĩa quân tan vỡ. Kết thúc cuộc khởi nghĩa khá tiêu biểu của nhân dân ta chống lại đô hộ của nhà Đường.