Bài chính: Cuộc nổi dậy Lê Duy Lương

Trải qua một thời gian dài chuẩn bị, mở đầu là cuộc binh biến ở đồn Ninh Thiện (thuộc Nghệ An) vào tháng 2 năm Nhâm Thìn (1832). Khoảng thời gian ấy, ở phủ Trấn Ninh có hai viên chỉ huy là Trần Tứ và Đỗ Bảo cũng theo tờ thư của Lê Duy Lương, hô hào quân các đội giết chết Chánh đội Đỗ Trọng Thai và 8 người lính, đoạt khí giới, rồi theo đường núi Kỳ Sơn, Hội Nguyên mà đi ra Bắc. Dọc đường bị Tổng đốc An Tĩnh Tạ Quang Cự sai quân chặn bắt được và cả hai đều phải tội lăng trì.

Hai vụ khởi binh thiếu đồng bộ này, làm cho vua Minh Mạng khiến các địa phương là Thanh Hóa, Ninh Bình, Hà Nội, Sơn Tây phải "phòng triệt cho nghiêm"[5].

Vì bị theo dõi nghiêm nhặt, nên mãi đến tháng 3 năm sau (Quý Tỵ [1833]), cuộc nổi dậy mới chính thức bùng nổ với trận đánh chiếm đồn Chi Nê (nay thuộc huyện Lạc Thủy, tỉnh Hòa Bình).

Nhờ Lê Duy Nhiên đi liên hệ từ trước nên cùng thời gian này, các lang đạo họ Đinh (Đinh Thế Giáp, Đinh Thế Đức, Đinh Công Trịnh,...) ở Thạch Bi (thuộc Hòa Bình) cùng Ba Nhàn-Tiền Bột ở Sơn Tây, mang khoảng 3000 quân đến hiệp lực, rồi chia nhau đi đánh phá các nơi. Sau đó, quân nổi dậy (đa phần là người Mường ở ba huyện là Lạc Hóa, Phụng Hóa, An Hóa cùng lưu dân nghèo đến từ vùng đồng bằng Bắc Bộ), đã chiếm giữ được ba châu huyện là Lạc Thổ, Phụng Hóa, Yên Hóa, và bao vây thành trấn Hưng Hóa.

Sách Quốc triều sử toát yếu chép:

Tháng 3 năm Quý Tỵ (1833), giặc trốn ở Ninh Bình là Lê Duy Lương cùng thổ ty xã Sơn Âm là anh em Quách Tất Công hiệp đảng khởi ngụy. Lương làm Minh chúa, tự xưng Đại Lê huyền tôn, tạo ấn ngụy, phong chức ngụy; đem dân thổ ba huyện là Lạc Thổ, Phụng Hóa, An Hóa làm quân, cùng những tù phạm trốn và dân đói ở các hạt gần đó theo nhiễu, quân nó đến vài ngàn; quan quân thường bị hại[6].

Việc tâu lên, vua Minh Mạng liền phái Tổng đốc An Tĩnh Tạ Quang Cự cùng Tham tán Hoàng Đăng Thận mang 2.000 biền binh, năm con voi đến Ninh Bình.Nhà vua lại cử thêm các tướng là: Hộ phủ Thanh Hóa Nguyễn Đăng Giai, Lãnh binh Hưng Hóa Phạm Văn Điển, Phó lãnh binh Nam Định Lương Văn Liễu, Thủy sư Hà Nội Nguyễn Văn Quyền; tức tốc mang quân thủy bộ do mình coi quản tới hội tiễu, rồi cùng tiến đánh giải vây và chiếm lại các nơi trên. Trước lực lượng hùng mạnh này, quân nổi dậy chống giữ không nổi đành phải bỏ các nơi chiếm được, rút về Xích Thổ và Sơn Âm.

Để tận diệt, tháng 4 (âm lịch) năm 1833, vua Minh Mạng lại bổ Thống chế Nguyễn Văn Trọng lãnh chức Tổng trấn Thanh Hóa, Phó đô ngự sử Hà Duy Phiên sung làm Than tán quân vụ, dẫn thêm quân đến phối hợp, rồi chia ra làm nhiều mũi cùng kéo đến vây đánh Sơn Âm, nơi đặt đại bản doanh của quân nổi dậy.Trong đạo dụ của nhà vua có đoạn chỉ thị các tướng như sau:

...Đánh thẳng vào sào huyện Sơn Âm...Đốt hết của ăn của để và bắt hết dân làng ấy, cho giặc mất chỗ nương tựa...Bè đảng tộc thuộc của thủ nghịch phải giết hết, không được để sót một mống nào. Vợ con, của cải người Sơn Âm, theo như dụ trước, đều tịch thu hết để làm của thưởng...[7]

Trước hàng vạn quân triều cùng voi và đại bác, các căn cứ chính của quân nổi dậy lần lượt bị phá vỡ. Sau nhiều ngày giáp chiến ác liệt, đến khoảng tháng 6 (âm lịch) cùng năm (1833) thì Lê Duy Lương và Lê Duy Nhiên đều bị Tham tán Hoàng Đăng Thuận bắt sống[8].

Ngay sau đó, Lê Duy Lương và Lê Duy Nhiên đều bị đóng cũi đưa về Huế xử lăng trì.