Sau vụ Hà Thành đầu độc năm 1908 vỡ lở và âm mưu đưa vua Duy Tân ra ngoài bưng khởi nghĩa năm 1916 thất bại, xã hội Việt Nam ngày càng sôi động mặc dầu chính quyền Bảo hộ cố dập tắt các phong trào kháng cự và bắt giam nhiều người. Trong số những người phải thụ án giam ở Thái Nguyên là Lương Ngọc Quyến, con cụ Cử Lương Văn Can, hiệu trưởng của Đông Kinh Nghĩa thục. Lương Ngọc Quyến cũng là thành viên của Việt Nam Quang phục Hội và qua ông, trại lính khố xanh canh phòng ở Thái Nguyên hưởng ứng lời kêu gọi nổi dậy chống lại chỉ huy người Pháp. Họ tôn ông là quân sư.

Trong số các binh lính được Lương Ngọc Quyến cảm hóa, có đội trưởng lính khố xanh Trịnh Văn Cấn (Đội Cấn). Đội Cấn là một người rất khâm phục cuộc khởi nghĩa Yên Thế của Hoàng Hoa Thám, đồng thời phẫn nộ trước sự khinh miệt của chỉ huy Pháp với binh lính người Việt. Thông qua Lương Ngọc Quyến, Đội Cấn đã biết tới đường lối đấu tranh của Việt Nam Quang phục Hội và tình nguyện gia nhập tổ chức. Sau đó Đội Cấn đã cùng với Đội Giá, Đội Xuyên, Đội Nam... bàn bạc quyết định tổ chức một cuộc nổi dậy chiếm tỉnh Thái Nguyên với lực lượng binh lính ở tỉnh lỵ và các đồn xung quanh cùng với số tù chính trị trong nhà lao.

Tuy nhiên, những sĩ quan Pháp đã nhận biết được ý định khởi nghĩa của binh lính nên đã tìm cách đảo lộn hàng ngũ binh lính, liên tục điều chuyển đồng thời ra sức đề phòng. Cuộc khởi nghĩa do đó bị trì hoãn nhiều lần. Đến tháng 8 năm 1917, được tin sắp có cuộc thuyên chuyển, Đội Cấn quyết định khởi nghĩa vào đến 30 tháng 8 năm 1917.