Tại triều đình Huế, sau khi vua Tự Đức mất (tháng 7 năm 1883) thì sự phân hóa trong nội bộ đình thần, quan lại nhà Nguyễn càng sâu sắc, triều đình phân hóa thành 2 phe rõ rệt – phe chủ chiến và phe chủ hòa. Phe chủ chiến kiên quyết không khuất phục thực dân Pháp, muốn cứu lấy sự tồn tại của đất nước, của triều đình. Còn phe chủ hòa sẵn sàng quy thuận và hợp tác với Pháp để bảo vệ quyền lợi giai cấp. Đứng đầu phe chủ chiến là Tôn Thất Thuyết. Tôn Thất Thuyết là Thượng thư Bộ binh, nắm giữ quân đội trong tay và là nhân vật quan trọng nhất trong Hội đồng phụ chính. Ngoài ra, Tôn Thất Thuyết còn có liên hệ mật thiết với nhiều thủ lĩnh nghĩa quân chống Pháp. Tôn Thất Thuyết quyết tâm xây dựng, củng cố lực lượng để quyết chiến với thực dân Pháp. Ông cho thành lập một hệ thống sơn phòng từ Quảng Trị đến Ninh Bình và từ Quảng Nam đến Bình Thuận; chiêu mộ thêm nghĩa binh, tăng cường xây dựng đồn lũy.

Ngày 31 tháng 7 năm 1884, Tôn Thất Thuyết cho phế truất vua Kiến Phúc – một ông vua có tư tưởng thân Pháp – và đưa Ưng Lịch mới 14 tuổi lên ngôi, lấy hiệu là Hàm Nghi.

Cuối năm 1884, giữa lúc quân Pháp đang khốn đốn ở Bắc Kỳ, phe chủ chiến ở Huế, cầm đầu là Tôn Thất Thuyết, lấy danh nghĩa vua Hàm Nghi phản đối việc 300 quân Pháp kéo vào Huế lập căn cứ Mang Cá ngay trong Hoàng thành. Đáp lại Pháp cho tăng thêm số quân đóng ở Mang Cá lên hàng ngàn tên.

Tôn Thất Thuyết huy động số quân còn lại ở các địa phương tập trung về Huế, bí mật tổ chức một cuộc phản công. Dò biết tình hình, ngày 27 tháng 6 năm 1885, De Courcy (tổng chỉ huy vừa được cử sang) đem bốn đại đội và hai tàu chiến vào thẳng Huế nhằm loại trừ phe chủ chiến, dự định bắt cóc Tôn Thất Thuyết.

Ngày 2 tháng 7 năm 1885, De Courcy đến Thuận An, lên Huế, yêu cầu Hội đồng phụ chính đến hội thương. Tôn Thất Thuyết cáo bệnh không đến, gấp rút chấn chỉnh quân sĩ, đào hào đắp lũy trong thành, bố trí hai đạo quân đặc biệt phòng thủ hoàng thành, nhằm giành thế chủ động trước khi De Courcy bày đặt việc triều yết vua Hàm Nghi để đột nhập hoàng thành.

Trước đó, De Courcy đã đánh điện về cho Bộ Tổng tham mưu Pháp ở Paris rằng:

"Tôn Thất Thuyết có âm mưu chống lại Đại Pháp, nếu không trừ diệt mầm mống để lại sẽ rất khó lường!"

Tổng Tham mưu quân Pháp là tướng Vassoige thăng cho De Courcy lên hàm Đại tá kèm theo quyền tự quyết các sự kiện chống lại Đại Pháp ở Việt Nam.

Đêm ngày 4 tháng 7 năm 1885, giữa lúc De Courcy đang dự tiệc ở sứ quán bên kia sông Hương và bàn kế đột nhập thành Huế thì Tôn Thất Thuyết bí mật chia quân làm hai cánh. Cánh thứ nhất (do Tôn Thất Lệ chỉ huy) có nhiệm vụ tấn công sứ quán Pháp. Cánh thứ hai (do Tôn Thất Thuyết đích thân chỉ huy) sẽ đánh úp tiêu diệt toàn bộ lính Pháp ở đồn Mang Cá.

Biết trước âm mưu của giặc nên mặc dù việc chuẩn bị chưa thật đầy đủ, Tôn Thất Thuyết vẫn nổ súng trước nhằm giành thế chủ động cho cuộc tấn công. Đúng một giờ sáng ngày 5 tháng 7 năm 1885, trong cảnh khuya vắng lặng của kinh thành Huế. Bỗng có tiếng súng thần công nổ rầm trời. Lệnh phát hỏa vừa dứt, đồn Mang Cá bốc cháy, quân ta đột nhập đồn, lính Pháp rối loạn, vài sĩ quan bị thương, bị chết. Đồng thời sứ quán Pháp bên kia sông Hương cũng bị tấn công, các trại lính địch bốc cháy dữ dội. De Courcy đối phó cầm chừng, chờ sáng. Trại Mang Cá, lợi dụng quân Nguyễn chuyển hướng tấn công sang sứ quán, quân pháp kéo 3 đội quân vào chiếm thành Huế, đốt phá dinh thự, tàn sát dân chúng, vượt qua các ổ phục kích lọt được vào hoàng thành.

Quân Pháp đã trắng trợn cướp bóc của cải và tàn sát vô cùng dã man nhiều người dân vô tội trên đường tiến quân. Trong ngày hôm đó, hầu như nhà nào cũng có người bị giết. Do đó từ đấy về sau, hàng năm nhân dân Huế đã lấy ngày 23 tháng 5 Âm lịch làm ngày giỗ chung.

Tôn Thất Thuyết lại đem cánh quân ra chống đánh với lực lượng Pháp ở phía nam sông Hương, đốt cháy chiến tàu Hoà Hữu của giặc, bắn phá các trại Pháp phía bên kia sông. De Courcy sai các lộ pháo binh dàn hàng trải dài từ điện Hòn Chén tới phủ Thừa Thiên, bắn phá ác liệt phòng tuyến của phe chủ chiến. Tờ mờ sáng hôm sau, quân của Tôn Thất Thuyết phải triệt thoái.

Tại điện Hoàng Long, vua Hàm Nghi và đại thần Nguyễn Văn Tường đột phá vòng vây thoát lên miền Tân Sở. Trần Xuân Soạn bấy giờ là Tổng đốc Quảng Trị đã đem ba ngàn quân theo hướng Đồng Hới tấn công quân Pháp ở Hàm Đan, cùng lúc các đội nghĩa binh ở Đà Nẵng cũng hưởng ứng, dồn quân Pháp vào thế tiến thoái lưỡng nan.

De Courcy điều thêm binh lính từ Quảng Nam vào để cứu viện tuy nhiên bị cánh quân của Tôn Thất Lệ phục kích, thiếu tá Johnsetou người Phi tử trận. Tuy nhiên đạo binh Pháp vẫn tới được Huế. Từ đó tổ chức phản công quân ta từ Huế đến Đà Nẵng. Quân Pháp phá vòng vây, tấn công quân ta trên trục đường Quảng Trị, Tôn Thất Thuyết phải ra lệnh rút lui, triệt thoái quân sĩ ra khỏi vùng chiến sự.

De Courcy điên tiết, y đánh điện về Paris xin thêm viện binh, thề bắt giết Tôn Thất Thuyết.