Sau khi thành Gia Định thất thủ (17 tháng 2 năm 1859), tiếp theo là Đại đồn Chí Hòa cũng bị đánh chiếm (24 tháng 2 năm 1861), thì ở Biên Hòa quân và dân đã làm xong tám cái cản bằng gỗ và một cản bằng đá ong trên sông Đồng Nai, nhằm ngăn chặn quân Pháp theo sông Bến Nghé lên tấn công. Và hễ dưới sông có cản, thì trên bờ có đồn lũy, đại bác cùng những chiếc thuyền con chở đầy thuốc nổ để dùng cho thuật đánh hỏa công.

Lúc bấy giờ, sau khi Đại đồn Chí Hòa bị san bằng, triều đình Huế cho cách chức tướng Nguyễn Tri Phương, cử Khâm sai Nguyễn Bá Nghi vào thay. Ở Biên Hòa, trong tay ông có khoảng ba quân, gồm những tàn binh từ Gia Định đến và những đạo quân từ miền Trung vào; vậy mà theo Trần Văn Giàu thì:

Ở Biên Hòa, Nguyễn Bá Nghi chủ trương giảng hòa, không muốn đánh, vin cớ là súng yếu, người ít...Và trong 7, 8 tháng, được mười mấy lần sớ tấu của Bá Nghi, biết Bá Nghi không chịu đánh mà triều đình Huế cứ điềm nhiên, cứ để Bá Nghi tại chức. Đến khi Pháp động binh, thì Bá Nghi mới bắt đầu trưng binh, thu lương và triều đình mới phái Nguyễn Tri Phương đem binh vào cứu viện.[3]

Trong khi đó, sau khi Pháp đánh chiếm Định Tường (tháng 4 năm 1861), thì phong trào kháng Pháp của người dân ở Nam Kỳ càng thêm mạnh mẽ. Bất lực trước sức đề kháng này, Đề đốc Hải quân Charner đã xin từ chức. Tháng 10 năm 1861, Đô đốc L. Bonard được cử sang thay.

Rút kinh nghiệm thất bại của Charne, tướng Bonard chủ trương chưa đánh sâu vào các làng xã mà khẩn trương đánh chiếm những tỉnh thành. Và kế hoạch đánh chiếm Biên Hòa và Vĩnh Long liền được thảo ra, và nhanh chóng thực hiện nhằm mở rộng khả năng càn quét, bao vây, tiêu diệt các lực lượng chống đối trên một địa bàn rộng lớn từ sông Đồng Nai đến sông Tiền, sông Hậu.

Để dọn đường cho cuộc tấn công Biên Hòa, tướng Bonard sai hai toán quân đi thám thính. Một đội đến Suối Sâu (nay thuộc huyện Vĩnh Cửu, tỉnh Đồng Nai), thì bị quân Việt đánh đuổi; một đội khác đến hai thôn là Bình Thuận và Bình Chuẩn[4](đều thuộc Biên Hòa), thì bị Phó đề đốc Lê Quang Tiến cho quân tập kích, làm đối phương cũng phải tháo lui.