Thuận An thất thủ, triều đình Huế phải ký vào hòa ước Harmand ngày 25/8/1883, gồm 27 điều khoản công nhận sự bảo hộ của Pháp trên toàn cõi Việt Nam, và người Pháp có quyền kiểm soát về mặt ngoại giao của triều đình. Việt Nam chính thức chia làm ba kỳ với ba chế độ lệ thuộc khác nhau.
Với bản hiệp định này, thực dân Pháp những mong nhân dân ta hạ khí giới đầu hàng chúng. Nhưng, nhân dân cả nước vẫn không buông vũ khí, ngay trong triều đình Tôn Thất Thuyết và phái chủ chiến vẫn nung nấu ý chí đánh Pháp.
Chấp nhận ký hiệp ước Harmand, vua Hiệp Hòa đã đi chệnh đường lối giữ nước của những người chủ chiến và nguyện vọng của nhân dân, nên đã bị phế truất sau 4 tháng trên ngai vàng. Chủ trương hòa nghị và đầu hàng của vua Hiệp Hòa đã suýt biến triều đình Huế thành guồng máy cai trị thân Pháp, nhưng nỗ lực của Tôn Thất Thuyết và phái chủ chiến đã kịp thời chặn đứng nguy cơ đó.
Vua Kiến Phúc lên ngôi ngày 2/12/1883, tạo điều kiện cho phái chủ chiến củng cố thế lực, tăng cường sức mạnh quân sự ở các tỉnh và kinh đô, củng cố và xây dựng hệ thống sơn phòng ở các tỉnh miền Trung và các tỉnh phía Bắc. Việc chuẩn bị chống Pháp dưới triều vua Kiến Phúc tuy chưa tạo được sự thay đổi đáng kể trong tương quan lực lượng giữa thực dân Pháp và nhân dân Việt Nam, nhưng dẫu sao đó cũng là tiền đề hết sức cơ bản và thuận lợi, khẳng định lập trường chống Pháp của phái chủ chiến và triều đình Huế trước nhân dân.
Phản ứng cứng rắn của phái chủ chiến dưới thời vua Kiến Phúc, đã đưa đến tình trạng đối đầu gay gắt giữa triều đình với đại diện của thực dân Pháp. Để giảm bớt sự đối đầu đó, chính phủ Pháp phải đưa ra chủ trương sửa đổi một số nội dung của hiệp ước Harmand. Công sứ Pháp ở Trung Quốc là Patenôtre và Rheinart đến Huế, triều đình cử Thượng thư bộ Hộ Phạm Thận Duật làm Toàn quyền, Tham trị Bộ Công Tôn Thất Phan làm phó để thương thuyết.
Ngày 6/6/1884, hai bên ký vào Hiệp ước Patennôtre gồm 19 điều khoản. Hiệp ước đánh dấu sự công nhận địa vị thống trị của thực dân Pháp tại Việt Nam, chủ quyền của triều đình Huế chuẩn bị mất vào tay thực dân Pháp, giai đoạn độc lập của triều đình phong kiến nhà Nguyễn sắp đến hồi kết thúc. Tuy nhiên, phái chủ chiến dưới thời vua Kiến Phúc đã tận dụng mọi khả năng để đấu tranh đến cùng. Chính sự đấu tranh quyết liệt của phái chủ chiến đã dẫn đến kết quả ranh giới Trung kỳ kéo đến tận đất Biên Hòa trong Nam và giáp đất Ninh Bình ở ngoài Bắc. Triều đình Huế chỉ thừa nhận Pháp là người bảo trợ chứ không phải được quyền bảo hộ.
Quyền lực của phái chủ chiến trong triều đình Huế dưới thời Kiến Phúc đang diễn biến thuận lợi thì vào đêm 31/7/1884, sau vài tháng lâm bệnh nhà vua đã qua đời.
Ngày 2/8/1884, Ưng Lịch lên ngôi lấy niên hiệu Hàm Nghi. Việc lên ngôi tuy được che đậy dưới danh nghĩa là có di chiếu của vua Kiến Phúc, nhưng thực chất là xuất phát từ chủ trương của phái chủ chiến, đứng đầu là Phụ chính đại thần, kiêm Thương thư bộ Binh Tôn Thất Thuyết. Hành động đó vấp phải sự phản ứng quyết liệt của ngườ Pháp và cũng không tránh khỏi sự đả kích của các phần tử thân Pháp trong nội bộ Hoàng tộc. Nhưng trước sự cứng rắn của phái chủ chiến, phía Pháp buộc phải chấp nhận.
Dựa vào thắng lợi đạt được qua việc giữ vững ngôi vị của vua Hàm Nghi, Tôn Thất Thuyết và phái chủ chiến một mặt đẩy mạnh công tác chuẩn bị lực lượng quân sự, trấn áp những phần tử thân Pháp trong triều đình, kích động tinh thần chống Pháp, mặt khác lại ra sức đấu tranh với Pháp để đòi hỏi chủ quyền của triều đình, tìm cách trì hoãn việc thi hành Hiệp định Patenôtre.
Mâu thuẫn giữa phái chủ chiến và phía Pháp không ngừng căng thẳng, chính phủ Pháp quyết định cử Trung tướng Ruossel de Cuorcy sang Việt Nam với những quyền hành hết sức rộng rãi để đối phó với thái độ cứng rắn của triều đình vua Hàm Nghi. Tôn Thất Thuyết và những người cộng sự của ông trong triều đình cũng ý thức được cuộc đối đầu với Pháp sắp sửa bùng nổ.
De Cuorcy sau khi nắm rõ tình hình tại Việt Nam đã quyết định chọn Huế làm điểm mở đầu cho kế hoạch bình định của mình.
Ngày 2/7/1885, De Cuorcy đã mang 3 đại đội bộ binh, 01 phân đội lính bộ truy kích, 01 đội kèn, tổng cộng 19 sỹ quan, 1.024 lính và 2 tàu chiến đến cảng Thuận An - Huế. Ngày 3/7/1885, De Courcy yêu cầu hội kiến với các Thượng thư của Triều đình Huế và Cơ Mật viện để bàn chi tiết lễ chuyển giao hiệp ước Patenôtre, đồng thời nhân cơ hội này để bắt Tôn Thất Thuyết. Nhưng âm mưu của De Courcy bị lộ, Tôn Thất Thuyết cáo ốm không có mặt. Do âm mưu bắt Tôn Thất Thuyết không thành, De Courcy liền đưa yêu sách trắng trợn là đòi triều đình Huế nội trong ba ngày phải nộp tiền chiến phí. Sự khiêu khích của Pháp đối với triều đình Hàm Nghi đã đến cực điểm. Không thể ngồi khoanh tay chịu nhục, Tôn Thất Thuyết quyết định hành động. ông đã chủ động tấn công trước không cho địch khởi hấn.
Nửa đêm ngày 4 tháng 7 năm 1885, ông mật chia quân doanh làm hai đạo. Một đạo do Tôn Thất Lệ, em ruột ông chỉ huy vượt sông Hương đánh úp Tòa Sứ Pháp. Còn ông sẽ chỉ huy đạo thứ hai đánh úp doanh trại Pháp ở trấn Bình Ðài (Mang Cá). Một giờ sáng ngày 5 tháng 7 năm 1885 Tôn Thất Thuyết hạ lệnh nổ súng vào Trấn Bình Ðài.
Tiếng đại bác nổ vang trời dậy đất. Quân giặc ở Bình Ðài phút đầu vô cùng hoảng hốt, nhưng sau chúng đã củng cố lại được và cố thủ đợi trời sáng. Thấy đồn giặc không một phản ứng, những người chủ chiến tưởng chúng đã chết nên chuyển làn bắn qua bên kia sông, yểm trợ cho đạo quân Tôn Thất Lệ tấn công Tòa Sứ.
Quân ta đã bất ngờ tấn công vào nhượng địa Pháp, đánh nhau giáp lá cà với địch. Quân Pháp vô cùng hoảng loạn. Chúng tập trung toàn bộ lực lượng để bảo vệ kho đạn và bưu điện. De Courcy khẩn thiết xin viện binh từ ngoài Hải Phòng vào.
Ðến gần sáng, quân Pháp củng cố được đội ngũ và phản kích trở lại. Cuộc chiến đấu diễn ra ác liệt ở trong Thành nội. 9 giờ sáng ngày 5/7/1885, Hoàng thành thất thủ, quân Pháp hoàn toàn làm chủ tình thế. Hữu quân đô thống Hồ Văn Hiến và Nguyễn Văn Tường rước vua Hàm Nghi và ba quân rút ra khỏi kinh thành ở cửa Tây Nam. Hậu quân bảo vệ xa giá là Tôn Thất Thuyết. Quân hộ tống xa giá gặp bộ phận đón của Tôn Thất Lệ ở Trường Thi (La Chữ) tổng cộng có hơn 100 người.
Chiếm được Kinh thành, quân Pháp ra sức đốt phá, cướp bóc, bắn giết. Tất cả các của quý trong Hoàng cung đều bị vét sạch. Bộ Binh và Bộ Lại của Tôn Thất Thuyết bị đốt phá tan hoang.
