Tháng 7 năm 1885, sau khi kinh thành Huế thất thủ, tướng Tôn Thất Thuyết đưa vua Hàm Nghi lên chiến khu Tân Sở (Quảng Trị) ban dụ Cần Vương kêu gọi toàn dân kháng chiến. Hưởng ứng, tháng 2 năm 1886, Đinh Công Tráng cùng với các đồng đội của mình đã chọn vùng đất thuộc ba làng là: Mậu Thịnh, Thượng Thọ, Mỹ Khê (vì mỗi làng có một ngôi đình, từ làng này có thể nhìn thấy đình của hai làng kia, nên gọi là căn cứ Ba Đình; nay thuộc xã Ba Đình, huyện Nga Sơn, tỉnh Thanh Hóa) làm căn cứ kháng chiến lâu dài. Từ đây, nghĩa quân có thể tỏa đi các nơi, kiểm soát các tuyến giao thông quang trọng trong vùng, tổ chức phục kích các đoàn xe vận tải của đối phương đi lại trên con đường Bắc-Nam... Chính vì vậy mà quân Pháp rất quyết tâm đánh dẹp.

Theo giúp Đinh Công Tráng có nhiều cộng sự, trong đó có Phạm Bành là người tài giỏi và đắc lực, đã cùng ông chỉ huy lực lượng nghĩa quân đánh bại hai đợt tấn công quy mô lớn của Pháp ngày 18 tháng 12 năm 1886 và ngày 6 tháng 1 năm 1887.

Trận ngày 18 tháng 12 năm 1886

Quân Pháp gồm 500 lính, có đại bác 80 ly yểm hộ, tấn công căn cứ Ba Đình từ hai hướng. Hướng tây nam do Trung tá Metzanhzơ (Metzinzer), hướng đông bắc do Trung tá Đôt (Dodds) chỉ huy, nhưng đều bị nghĩa quân đánh lui. Sau trận này, thấy không thể thắng nhanh được nên quân Pháp chuyển sang phương án bao vây.

Trận ngày 6 - 21 tháng 1 năm 1887

Ngày 6 tháng 1 năm 1887, Trung tá Đôt lại cho quân tấn công đợt nữa, nhưng do cũng không thành công nên cho quân rút ra xa, tổ chức bao vây và chờ viện binh.

Không thể để căn cứ Ba Đình tồn tại giữa vùng đồng bằng giáp ranh Thanh Hóa và Ninh Bình, làm cản trở công cuộc thôn tính nước Việt, Bộ Tư lệnh quân viễn chinh Pháp quyết định:

• Nâng số quân Pháp đánh Ba Đình lên 3.530 lính (1.580 lính Âu và 1.950 lính bản xứ). Ngoài ra, còn 5 nghìn dân binh và giáo dân của linh mục Trần Lục đến tiếp tay.
• Tăng số pháo sử dụng lên 36 khẩu, trong đó có 4 khẩu 95 ly, 10 khẩu 81 ly, 4 khẩu 65 ly,...
• Đưa 4 pháo hạm và nhiều thuyền lớn đến yểm trợ và lo việc tiếp vận.
• Cử Đại tá Brixô (Brissaud) làm tổng chỉ huy.

Sau khi cắt đứt xong đường tiếp tế của nghĩa quân, Đại tá Brissaud liền cho quân tiến đánh căn cứ Ba Đình. Lần này, Brissaud vừa cho phun dầu đốt cháy các lũy tre, vừa cho nã pháo tới tấp, biến căn cứ Ba Đình thành một biển lửa.

Trước sức mạnh của đối phương, đêm 20 rạng 21 tháng 1 năm 1887, Đinh Công Tráng cho quân phá vòng vây, rút về căn cứ dự phòng ở Mã Cao.

Sáng ngày 21 tháng 1 năm 1887, quân Pháp chiếm được cứ điểm Ba Đình. Sau khi ra sức tàn phá, họ còn bắt buộc triều đình nhà Nguyễn phải xóa tên ba làng trên bản đồ hành chính.[1]

Trận đồn Mã Cao

Thủ lĩnh Đinh Công Tráng vừa đến Mã Cao, chưa kịp củng cố lực lượng thì đã bị quân Pháp đuổi theo tấn công. Ngày 2 tháng 2 năm 1887, một trận giao tranh ác liệt đã xảy ra ở đây. Thấy không đủ sức kháng cự, lợi dụng lúc đêm tối, các thủ lĩnh đành phải cho quân rút theo hướng Thung Voi, Thung Khoai, rồi lên miền Tây Thanh Hóa sáp nhập với đội nghĩa quân của Cầm Bá Thước. Một số khác theo Đinh Công Tráng rút về Nghệ An.[2]