Diễn biễn cuộc khởi nghĩa được chia làm 2 giai đoạn:
* Từ năm 1885 - 1888: giai đoạn chuẩn bị lực lượng, xây dựng cơ sở chiến đấu của nghĩa quân.
- Được Phan Đình Phùng giao nhiệm vụ, Cao Thắng đã tích cực chiêu tập binh sĩ, trang bị, huấn luyện và xây dựng căn cứ thuộc rừng núi các tỉnh Thanh Hóa, Nghệ An, Hà Tĩnh, Quảng Bình.
* Từ năm 1888 - 1896: giai đoạn chiến đấu quyết liệt.
- Dựa vào vùng rừng núi hiểm trở, có sự chỉ huy thống nhất và phối hợp tương đối chặt chẽ, nghĩa quân đã đẩy lui nhiều cuộc hành quân càn quét của địch.
- Để đối phó Pháp tập trung binh lực và xây dựng một hệ thống đồn, bốt nhằm bao vây, cô lập nghĩa quân. Đồng thời chúng mở nhiều cuộc tấn công quy mô vào căn cứ chính Ngàn Trươi.
- Nghĩa quân phải chiến đấu trong điều kiện ngày càng gian khổ hơn, lực lượng suy yếu dần.
- Sau khi Phan Đình Phùng hi sinh (28-12-1895), cuộc khởi nghĩa được duy trì thêm một thời gian dài rồi tan rã.
