Ông học giỏi nhưng không đi thi. Năm ông 17 tuổi (1873), giặc Pháp đánh Bắc Kỳ lần thứ nhất. Ông đã đi khắp các tỉnh, giao kết với bạn bè đồng chí hễ có thời cơ là nổi dậy đánh đuổi giặc Pháp.

   Năm 1885, ông 30 tuổi, khi vua Hàm Nghi xuất bôn ra sơn phòng, hạ chiếu Cần vương, ông đến sơn phòng Hà Tĩnh đón xa giá vua để phò vua giúp nước. Tôn Thất Thuyết không trọng dụng, ông liền về quê ở Hòa Ninh mộ quân đánh Pháp. Chỉ trong vòng 2 tháng, ông mộ được 490 người. Điều đặc biệt là ông không như các sĩ phu khác nêu khẩu hiệu “Bình Tây, sát tả”, coi đạo Thiên chúa cũng là kẻ thù, mà ông thực hiện đoàn kết lương giáo. Trong đội quân của ông có 25 người theo đạo Thiên chúa. Ông quyên tiền mua được 21 khẩu súng bắn nhanh, sản xuất 40 cung nỏ cùng hàng trăm đao, kiếm, giáo mác, 22 ngựa chiến. Dân chúng ủng hộ lương thực đủ nuôi quân trong 2 năm. Song địa thế ở Hòa Ninh trống trải lại bị tên cố đạo cản trở, Bạch Xỉ phải chia quân làm ba bộ phận hợp tác với các thủ lĩnh khác để chiến đấu. Trong 4 năm (1885-1888), nghĩa quân do ông tổ chức. huấn luyện, trang bị vũ khí, cung cấp một phần quân lương ở cả ba chiến trường đều chiến đấu dũng cảm gây cho quân Pháp và quân triều đình Đồng Khánh bị tổn thất nặng nề. Do nghĩa quân Bạch Xỉ, Hoàng Phúc hoạt động mạnh, gây cản trở làm cho cuộc Bắc du các tỉnh Bắc Huế của Đồng Khánh khởi hành ở Huế ngày 17/6/1886 diễn ra một cách tẻ nhạt.

   Hoàng Phúc hy sinh, Bạch Xỉ chỉ huy nghĩa quân cùng với nghĩa quân do Nguyễn Hưng Vinh phối hợp với nghĩa quân Cao Thượng Chí và nghĩa quân do Đinh Hiển chỉ huy phối hợp với nghĩa quân Mai Lượng chỉ huy liên tiếp trong 2 năm 1887, 1888 đánh thắng quân Pháp nhiều trận.

   Chỉ có Bạch Xỉ và nghĩa quân Hòa Ninh vẫn tiếp tục chiến đấu. Ông thu thập số nghĩa quân Cao Thượng Chí và Mai Lượng, tuyển thêm quân, được đồng bào ủng hộ trên 60 thúng lúa, ngô. Bạch Xỉ đem quân gia nhập nghĩa quân Hương Sơn do Phan Đình Phùng chỉ huy. Nghĩa quân sáp nhập vào nghĩa quân Hương Khê. Bạch Xỉ trở thành một bộ tướng bên cạnh Cao Thắng, Nguyễn Chánh tại đại bản doanh.

   Trong 2 năm (1888-1889) nghĩa quân Bạch Xỉ trong cuộc khởi nghĩa Hương Khê đã đóng góp tích cực vào các trận chiến thắng của nghĩa quân Hương Khê.

   Bạch Xỉ nhiều lần đề nghị với Phan Đình Phùng lập vua mới để kế tiếp vua Hàm Nghi. Phan Đình Phùng và các tướng cực lực phản đối. Song ông vẫn kiên trì đề nghị trên và còn đề nghị liên kết lương giáo chống Pháp. Phan Đình Phùng và các tướng nghi ngờ ông về lòng trung thành với Tổ quốc. Bạch Xỉ bí mật rút hết quân sĩ về Đại Hàn, cố tìm người trong Hoàng tộc để Tôn quân diệt địch, nhưng không tìm được. Ông lợi dụng sấm Trạng Trình có câu: “Bạch Xỉ sinh, thiên hạ bình” và câu thơ truyền miệng trong dân gian: Một lũ thày tăng (thằng Tây) ra trị nước, có ông Bạch Xỉ mới nên đời, liền lên ngôi, hiệu là Long Đức hoàng đế; cắt đặt 28 thủ hạ vào các chức vụ của triều đình, gọi là nhị thập bát tú. Ông truyền hịch kêu gọi nhân dân lương cũng như giáo mau mau đứng lên kháng chiến cứu quốc.

   Ông được một số người cả lương và giáo ở các huyện Hương Khê, Hương Sơn, Kỳ Anh hưởng ứng, đưa số quân khi rút khỏi Hương Khê có 450 người lên trên 600 người và ủng hộ lương thực. Bạch Xỉ đánh quân Pháp ngay trên chiến trường do Phan Đình Phùng chỉ huy. Nghĩa quân Bạch Xỉ đã đánh thắng quân Pháp nhiều trận, tiêu biểu như:

   – Giữa tháng 5/1892 nghĩa quân phục kích đoàn vận tải từ Minh Cầm lên đồn Tri Bản và Hương Khê ở tả ngạn sông Ngàn Xâu. Đội quân cung nỏ bắn chặn bọn lính khố xanh đi đầu và đi cuối. Đội nghĩa quân ở trên cao nổ súng uy hiếp để đội quân ở giữa dùng đoản đao, mã tấu chém giết bọn lính vận tải. Bạch Xỉ còn bố trí một đội quân chặn viện từ đồn Tri Bản lên. Kết quả bọn địch bị chết và bị thương gần hết, nghĩa quân thu 9 súng, 15 hòm đạn, 12 gánh quân lương.

   – Tháng 1/1893 nghĩa quân phục kích toán lính khố xanh đi chợ Phiên Un, diệt gọn, thu 7 súng, nhiều gánh hàng.

   – Tháng 6/1894, giữa mùa nắng, gió Tây Nam thổi mạnh. Đang đêm nghĩa quân đem quân đốt hàng rào, gió thổi vào đồn cháy nhà cửa và bắn súng vào. Bọn giặc bị chết bỏng và trúng đạn rất nhiều.

   Ngày 18/12/1895, Phan Đình Phùng mất sau khi bị thương trong một trận đánh, giặc Pháp tổ chức các trận đánh lớn vào căn cứ Hương Khê để bắt các tướng lĩnh và nghĩa quân, Bạch Xỉ tổ chức một số trận đánh, thu hút hỏa lực về phía mình. Tháng 3/1895, Bạch Xỉ chỉ huy quân tấn công đồn Tri Bản, đặt hầm chông, quân giặc đuổi theo, sa xuống hầm chông bị chết và bị thương một số.

   Tháng 5/1896 , giặc Pháp cơ bản đàn áp xong cuộc khởi nghĩa Hương Sơn, tập trung toàn bộ quân lực đánh Bạch Xỉ. Chúng bắt trói Bạch Xỉ khiêng về nhà lao Vinh dụ dỗ không được chúng tra tấn ông đến chết ở nhà lao Vinh vào cuối năm 1897.

   Bạch Xỉ anh dũng hy sinh năm 42 tuổi, đã cống hiến cả cuộc đời cho Tổ quốc.

   Ngoài ra, Bạch Xỉ còn là một nhà thơ. Thơ của ông được giới thiệu cùng tiểu sử trong tập “Thơ văn yêu nước nửa sau thế kỷ XIX”  và sách “Hợp tuyển thơ văn yêu nước nửa sau thế kỷ XIX”, trong tập “Thi văn các nhà chí sĩ Việt Nam” của Phi Bằng, NXB Tâm Thanh Huế (1934).