Năm 944, Ngô Quyền qua đời. Dương Tam Kha cướp ngôi nên triều đình rối loạn và mất dần khả năng kiểm soát đối với các địa phương. Lực lượng thôn Đường Lâm của Ngô Nhật Khánh và thôn Nguyễn Gia Loan của Nguyễn Khoan là những thế lực chống đối đầu tiên bị triều đình họ Dương điều quân tiến đánh. Năm 965, Ngô Xương Văn tiếp tục đem quân đi đánh hai thôn Đường và Nguyễn ở Thái Bình bị phục binh bắn nỏ trúng, tử trận. Các nhà nghiên cứu xác định thôn Đường tức Đường Lâm, thuộc phạm vi kiểm soát của sứ quân Ngô Nhật Khánh, còn thôn Nguyễn Gia Loan thuộc phạm vi kiểm soát của sứ quân Nguyễn Thái Bình, tức Nguyễn Khoan.[7] Loạn hai thôn Đường, Nguyễn ở Thái Bình là cuộc nổi dậy ở địa phương, không chịu khuất phục chính quyền trung ương Cổ Loa khi nhà Ngô đã ở thời kỳ khủng hoảng và suy yếu.

Sau khi Dương Tam Kha cướp ngôi nhà Ngô, nhiều nơi không chịu thần phục. Năm 950 Dương Tam Kha phải sai quân đi đánh dẹp hai thôn Đường, Nguyễn ở Thái Bình, rồi đến tận năm 965, lực lượng hai thôn này vẫn tồn tại để gây nên cái chết của Nam Tấn Vương – vị Vua cuối cùng của nhà Ngô và trực tiếp đưa Tĩnh hải quân rơi vào thời kỳ bùng nổ của loạn 12 sứ quân (965-968).

Trong nỗ lực cuối cùng, Ngô Xương Xí lên kế thừa ngôi vị, nhưng bất lực trước thời cuộc nên tự lui về giữ Bình Kiều (Triệu Sơn, Thanh Hóa), tự coi mình là một sứ quân. Một số tướng lĩnh, thổ hào địa phương cũng xây dựng thế lực cát cứ, hình thành Loạn 12 sứ quân.

Vốn gắn bó với vùng Tam Đái, lại có nhiều công ơn với nhân dân trong vùng, thời loạn lạc, Nguyễn Khoan dần xây dựng thế lực riêng, nghiễm nhiên trở thành một sứ quân mạnh. Ông tự xưng Nguyễn Thái Bình, tước Quảng Trí Quân.

Truyền thuyết ở xã Tứ Yên, Lập Thạch cho biết khu vực này thường xuyên là địa bàn tranh chấp của 2 sứ quân Nguyễn Khoan và Kiều Công Hãn, nơi đây diễn ra nhiều trận đánh bất phân thắng bại. Lịch sử hình thành làng Thổ Tang (Vĩnh Tường) cho biết: Để củng cố và phát triển thế lực, thủ lĩnh Nguyễn Khoan, lúc bấy giờ hùng cứ suốt một dải từ Bạch Hạc qua Thổ Tang đến huyện Yên Lạc, đã lệnh cho một số làng thuộc khu vực mình cai quản phải di chuyển đến nơi khác, do đó cư dân Thổ Tang lúc đó phải di chuyển ra cánh đồng Ma Trám lập thành làng mới. Tại đây dân làng đã dựng lên ngôi đình đầu tiên, nay nơi đó chỉ còn lại dấu tích gọi là bãi Nền Đình. Sau khi Đinh Bộ Lĩnh dẹp xong loạn cát cứ 12 sứ quân, lập nên triều đình Đinh thống nhất, các làng thiên di trước được lệnh trở về chỗ cũ, do đó dân cư sống ở cánh đồng Ma Trám đã quay trở lại xóm Cả. Từ xóm Cả, làng Thổ Tang tiếp tục phát triển mở rộng ra khu Đông, khu Bắc, khu Nam và Phương Viên ngày nay.[8]

Cuối năm 967, Đinh Bộ Lĩnh dẫn quân lên vùng Tam Đái, Nguyễn Khoan chống không nổi, tử trận. Hai tướng và hai bà vợ của ông tự vẫn ở Ao Nâu, cạnh gò Đồng Đậu. Tuy nhiên, theo thần tích làng Vĩnh Mỗ (huyện Yên Lạc, Vĩnh Phúc) thì Nguyễn Khoan được Đinh Bộ Lĩnh tha chết và ông đã xuống tóc đi tu. Vì thế mà chùa Biện Sơn ngày nay cũng thờ đại sư Nguyễn Khoan.

Theo thần tích Đình Mai Phúc, Gia Thuỵ, Gia Lâm, Hà Nội thì hai vị thành hoàng là 2 anh em Xuân Vinh và Luận Nương đã tập hợp trai tráng trong làng thành đội dân binh và đã từng đánh bại quân của Nguyễn Khoan. Theo thần tích đình Hướng Nghĩa ở Nam Định thì tướng Phạm Hạp chính là người đánh bại và chém chết sứ quân Nguyễn Khoan ở Tam Đái.