Thời Lê trung hưng, họ Trịnh nắm hết quyền bính, vua Lê chỉ có hư vị. Một số vị vua có ý định chống lại đều bị chúa Trịnh sát hại. Thời vua cha của Duy Mật là Lê Dụ Tông ở ngôi, tuy chúa An Đô vương Trịnh Cương khá mềm mỏng nhưng vẫn giữ quyền sắp đặt và quyết định mọi sự.

Năm 1728, theo ý của Trịnh Cương, Dụ Tông lên làm thái thượng hoàng, nhường ngôi cho con thứ là Duy Phường. Năm sau, Trịnh Cương đột ngột qua đời, Trịnh Giang lên thay, tức là Uy Nam vương. Trịnh Giang muốn tỏ rõ uy quyền nên sau khi thượng hoàng Dụ Tông mất (1731), Giang phế truất và giết Duy Phường (1732), lập người anh lớn nhất của Duy Mật, tức là con cả của Dụ Tông là Duy Tường lên ngôi, tức là Lê Thuần Tông. Được 4 năm, Thuần Tông mất sớm, Giang lập em Thuần Tông là Duy Thận nối ngôi, tức là Lê Ý Tông.

Sau khi làm việc phế lập, Trịnh Giang không quan tâm tới triều chính, ăn chơi sa đọa. Giang bỏ và sát hại nhiều công thần đời Trịnh Cương như Nguyễn Công Hãng, Lê Anh Tuấn. Xã hội rối ren, chính trị mất ổn định. Trong triều đình nhiều người bất bình với hành động của Giang.

Trước sự tàn bạo của Trịnh Giang, Lê Duy Mật bàn với chú là Lê Duy Chúc [3] và em là Lê Duy Quý làm binh biến ở Thăng Long để lật đổ họ Trịnh. Tháng 12 năm 1738, Duy Mật cùng Duy Chúc, Duy Quý định đốt kinh thành để khởi sự, nhưng chưa kịp thi hành thì mưu kế đã bị tiết lộ, ba người lập tức bỏ trốn.

Lê Duy Mật và chú Duy Chúc chạy đến Nghi Dương (Kinh Môn, Hải Dương), Duy Quý chạy đến Cẩm Thủy (Quảng Hóa, Thanh Hóa). Ít lâu sau, cả Duy Chúc và Duy Quý đều lâm bệnh nặng và qua đời.