Trước các ý tưởng cấp tiến của Thành Thái, người Pháp lo ngại tìm cách ngăn trở. Để che mắt, Thành Thái giả hành động như một người mất trí. Khi các bản vẽ vũ khí của ông bị phát hiện, Thành Thái giả điên, cào cấu các bà cung phi và xé nát các bản vẽ. Lợi dụng cơ hội này, người Pháp vu cho ông bị điên, ép ông thoái vị, nhường ngôi cho con vì lý do sức khỏe. Khâm sứ Pháp còn nói thẳng là đã biết ông có ý đồ chống Pháp, nên không để ông ở ngôi được. Còn nếu Thành Thái muốn tại vị thì ông phải ký vào một tờ giấy xin lỗi, tuyên bố với quốc dân là có âm mưu chống lại nước Pháp, nay phải thành thực hồi tâm. Nhưng ông đã ném tờ tuyên cáo thảo sẵn ấy xuống đất, từ chối.

Ngày 29 tháng 7 năm 1907, nhân dịp Thành Thái không phê chuẩn việc bổ nhiệm một số quan lại đã được Khâm sứ Lévêque và Hội đồng Thượng thư thỏa thuận, Lévêque đã tuyên bố truất quyền và quản thúc Thành Thái trong Đại Nội. Một Hội đồng Phụ chính do Trương Như Cương cầm đầu được thành lập.

Ngày 3 tháng 9 năm 1907, triều thần theo lệnh của Pháp vào điện Càn Thành dâng vua dự thảo chiếu thoái vị, có chữ ký của các đại thần (trừ Ngô Đình Khả), với lý do sức khoẻ không bảo đảm, xin tự nguyện thoái vị. Xem xong bản dự thảo, Thành Thái chỉ cười nhạt, ghi hai chữ "phê chuẩn" rồi quay lưng đi vào.