Khi trở về nước năm 1932, Bảo Đại đã mong muốn cải cách xã hội Việt Nam nhưng phong trào này đã chết yểu bởi sự đối địch với các quan Thượng thư của ông như Phạm Quỳnh và Ngô Đình Khả, cũng như sự chống đối của giới bảo thủ và chính phủ bảo hộ Pháp. Nhà vua nản lòng sớm, chuyển sang tiêu khiển bằng bơi thuyền và săn bắn. Trước thực tế nhà Nguyễn không còn khả năng chống Pháp, nhiều đảng phái cách mạng được tổ chức để đánh đuổi người Pháp. Việt Nam chi bộ của hội Á Tế Á Áp bức Nhược tiểu Dân tộc do Nguyễn Ái Quốc thành lập ở Quảng Đông. Năm 1926, Tân Việt Cách mạng Đảng hoạt động ở Hà Tĩnh và Sài Gòn. Năm 1927, Phạm Tuấn Tài, Hoàng Phạm Trân, Nguyễn Thái Học lập ra Việt Nam Quốc dân Đảng. Năm 1928, Tạ Thu Thâu và Nguyễn An Ninh lập Đệ tứ Quốc tế. Năm 1930, Việt Nam Cách mạng Đồng chí Hội đổi ra Đông Dương Cộng sản Đảng.

Năm 1936, Mặt trận Bình dân Pháp giành chiến thắng cho phép không khí chính trị tại Đông Dương mang tính tự do hơn. Tại Bắc Kỳ và Trung Kỳ, chính phủ Bảo hộ không cho phép đảng phái chính trị nào hoạt động. Dù vậy chính phủ Pháp đã nhượng bộ một phần trước các cuộc bãi công của công nhân. Năm 1937, phong trào đình công và biểu tình lại tái phát vượt quá tính chất nghề nghiệp để mang nhiều tính chính trị hơn. Chiến tranh thế giới thứ hai bùng nổ, Nhật Bản mang quân vào đánh chiếm Đông Dương.

Ngày 9 tháng 3 năm 1945, Nhật Bản đảo chính Pháp. Theo sắp xếp của Nhật Bản, vua Bảo Đại chỉ định Trần Trọng Kim làm Thủ tướng thay thế cho Nội các Phạm Quỳnh tại Huế. Ngày 11 tháng 3 năm 1945, Bảo Đại ra đạo dụ "Tuyên cáo Việt Nam độc lập", tuyên bố hủy bỏ Hòa ước Patenôtre ký với Pháp năm 1884, khôi phục chủ quyền Việt Nam, thống nhất Bắc Kỳ, Trung Kỳ và Nam Kỳ. Trong tuyên bố của Bảo Đại, bãi bỏ các hiệp ước bảo hộ và mất độc lập với Pháp trước đây[152]. Ngày 7 tháng 4 năm 1945, Bảo Đại đã ký đạo dụ số 5 chuẩn y thành phần nội các Trần Trọng Kim và ngày 12 tháng 5 giải thể Viện Dân biểu Trung Kỳ. Tháng 6 năm 1945, chính phủ Trần Trọng Kim đặt quốc hiệu là Đế quốc Việt Nam.[152]

Theo nhà sử học Joyce C. Lebra, Đế quốc Việt Nam được thành lập như một bộ phận của chính sách Khối Thịnh vượng chung Đại Đông Á của Nhật. Tuy nhiên, nó cũng chỉ là một trong những khẩu hiệu và khái niệm được dùng để biện hộ cho sự chiếm đóng của Đế quốc Nhật Bản tại Đông Á từ thập niên 1930 cho đến hết Chiến tranh thế giới thứ hai, trong đó các chính quyền bản xứ phải vận động người dân và nền kinh tế trong nước phục vụ cho lợi ích của Đế quốc Nhật Bản. Các chính quyền này trên danh nghĩa là độc lập, song thực tế không có nhiều quyền lực, hầu hết các chính sách quan trọng đều do lực lượng quân quản Nhật quyết định (tiêu biểu như chính phủ bù nhìn Mãn Châu quốc của cựu hoàng đế nhà Thanh (Phổ Nghi) hay chính phủ bù nhìn Đế quốc Đại Hàn).[153]

Ngày 16 tháng 8 năm 1945, Trần Trọng Kim tuyên bố sẽ bảo vệ nội các Đế quốc Việt Nam và ngày 18 tháng 8 tạo ra một ủy ban giải phóng dân tộc, nhóm tất cả các đảng phái chính trị để lãnh đạo. Theo lời khuyên của Bộ trưởng Bộ Ngoại giao, Bảo Đại gửi thông điệp cho Tổng thống Truman, vua nước Anh, Thống chế Tưởng Giới Thạch, Tướng De Gaulle đề nghị công nhận chính phủ Đế quốc Việt Nam. Thông điệp này cho rằng sự độc lập của Việt Nam "chỉ có nghĩa là bảo vệ lợi ích của Pháp và ảnh hưởng tinh thần Pháp ở Đông Dương". Tuy nhiên De Gaulle dự kiến sẽ hậu thuẫn cho một chế độ quân chủ mà người đứng đầu không phải là Bảo Đại, người đã thỏa hiệp với Nhật Bản (kẻ thù của Pháp), mà là Vĩnh San, được xem như là một người "Gaullist".[154] Tất cả các bức thư của Bảo Đại đều không được hồi âm, bởi theo Tuyên bố Cairo, các nước trong khối Đồng Minh sẽ không công nhận bất cứ chính phủ nào do Đế quốc Nhật Bản thành lập tại các lãnh thổ mà Nhật chiếm đóng. Đến 24 tháng 8, Hội đồng Cơ mật khuyên vua Bảo Đại quyết định thoái vị "để không phải là một trở ngại cho sự giải phóng của đất nước".[155]

Sau khi Nhật đầu hàng Đồng Minh ngày 15 tháng 8 năm 1945, Mặt trận Việt Minh do Hồ Chí Minh lãnh đạo đã thực hiện thành công Cách mạng tháng Tám, đưa Việt Nam trở thành nước độc lập từ tay người Nhật và người Pháp.

Ngày 25 tháng 8 năm 1945, vua Bảo Đại đọc bản Tuyên ngôn Thoái vị trước cửa Ngọ Môn. Đế quốc Việt Nam bị giải tán và Chính phủ lâm thời do Hồ Chí Minh làm Chủ tịch chính thức tuyên bố Việt Nam độc lập ngày 2 tháng 9 năm 1945.[156]

Sự kiện Bảo Đại thoái vị chính thức đánh dấu sự sụp đổ của nhà Nguyễn (mặc dù sau đó, dưới sự sắp đặt của Pháp, Bảo Đại còn tiếp tục làm quốc trưởng của Quốc gia Việt Nam từ ngày 1 tháng 7 năm 1949 đến ngày 26 tháng 10 năm 1955). Sự kiện này cũng đã đánh dấu sự chấm dứt hơn 1.000 năm chế độ quân chủ chuyên chế ở Việt Nam. Nhà Nguyễn tồn tại 143 năm, có 13 đời vua thuộc 7 thế hệ.[157]