Phan Đình Phùng đỗ cử nhân năm 1876. Năm sau, đậu đình nguyên tiến sĩ, được bổ làm Tri huyện Yên Khánh (tỉnh Ninh Bình). Sau đó cụ được đổi về kinh đô Huế, sung chức Ngự sử đô sát viện. Cụ Phan nổi tiếng trong triều về đức tính cương trực, thẳng thắn. Năm 1882, cụ dâng sớ đàn hặc thiếu bảo Nguyễn Chánh về tội "ứng binh bất viện" (cầm quân ngồi yên không đi tiếp viện) khi giặc Pháp tấn công thành Nam Định. Do bất đồng quan điểm với Tôn Thất Thuyết về việc phế Dục Đức, lập Hiệp Hòa (1883) cụ bị cách chức, về quê lập trại cày, tự hiệu là "Châu Phong".
Năm 1885, hưởng ứng chiếu Cần Vương, Phan Đình Phùng đã đứng ra chiêu tập lực lượng chống Pháp. Các anh hùng, hào kiệt khắp bốn tỉnh Thanh - Nghệ - Tĩnh - Quảng Bình tự nguyện liên kết lực lượng dưới quyền chỉ huy của cụ Phan. Nghĩa quân đã xây dựng căn cứ tại Hương Sơn, Hương Khê (Hà Tĩnh).
Cụ Phan đã tổ chức lực lượng nghĩa quân theo đạo quân chính quy; có 15 quân thứ với cùng một kiểu trang phục, kỷ luật nghiêm minh. Các quân thứ được đặt tại các địa phương, rải suốt bốn tỉnh và hợp tác tác chiến nhịp nhàng theo kế hoạch từ đại bản doanh núi Vụ Quang. Cụ cùng các tướng như Cao Thắng nghiên cứu, chế tác thành công được gần 500 khẩu súng trường kiểu 1874 của Pháp để trang bị cho quân lính.
Phan Đình Phùng rất chú ý đến công tác ngụy vận. Cụ thường bảo với nghĩa quân: "Hễ khi giao chiến vạn bất đắc dĩ hãy bắn giết lính tập, bởi họ là anh em đồng bào với mình".
Bằng đức tính và tài năng của mình, Phan Đình Phùng đã cảm hóa được các tướng lĩnh giỏi như Cao Thắng, Nguyễn Thanh, Nguyễn Trạch, Phan Đình Cam, Cầm Bá Thước, Nguyễn Mục, v.v... hết lòng trung thành với sự nghiệp chống Pháp...
Suốt mười năm trời (1885 - 1895), bất chấp mọi khó khăn gian khổ, nghĩa quân Phan Đình Phùng đã gây cho giặc Pháp nhiều tổn thất nặng nề. Ngoài các hình thức chiến đấu tiến lui, công đồn, diệt viện, Phan Đình Phùng đã chỉ huy nghĩa quân xây dựng làng chiến đấu, áp dụng lối đánh du kích, có hầm chông cạm bẫy. Sau một loạt trận công đồn, chiến thắng lẫy lừng, trận Vụ Quang (10-1894) là nổi tiếng, vang dội và gây cho giặc thất bại nặng nề nhất.
Thực dân Pháp thấy không thể dùng sức mạnh quân sự dẹp tắt được nghĩa quân, nên dùng mọi thủ đoạn dụ dỗ, mua chuộc cụ Phan. Chúng lợi dụng các tên Việt gian như: Phan Trọng Mưu, Võ Khoa, Hoàng Cao Khải viết thư lấy tình xưa nghĩa cũ để khuyên cụ ra hàng. Trước mọi sự cám dỗ, đường mật, Phan Đình Phùng vẫn giữ lòng son sắt cự tuyệt. Trong lúc cuộc chiến đấu còn tiếp diễn thì không may ngày 28-12-1895, do mắc bệnh lỵ nặng, Phan Đình Phùng đã qua đời tại bản doanh (núi Quạt) thọ 49 tuổi.
Phan Đình Phùng mất đi, cuộc khởi nghĩa cũng kết thúc. Song, cuộc khởi nghĩa Hương Khê xứng đáng là đỉnh cao của phong trào Cần Vương. Đây cũng là thời điểm kết thúc sứ mạng lãnh đạo của tầng lớp sĩ phu phong kiến Việt Nam chống Pháp.
Phan Đình Phùng không chỉ là người lãnh đạo tài năng mà còn là nhà thơ. Cụ đã sáng tác một số câu đối (Điếu Lê Ninh, Khốc Cao Thắng), thơ (Đáp hữu nhận ký thi, Thắng trận hậu cảm tác, Kiến ngụy binh thi cảm tác, Phúc đáp Hoàng Cao Khải). Tác phẩm của cụ cho ta thấy cụ là nhà nho trung nghĩa với dân với nước.
