Hoàng Hoa Thám vốn họ Trương tên Nghĩa, quê gốc ở xã Dị Chế, huyện Tiên Lữ, tỉnh Hưng Yên. Sau gia đình di cư lên vùng Yên Thế, ông đổi tên là Hoàng Hoa Thám. Năm ông 20 tuổi, ông đã gia nhập đội quân chiến đấu dưới hiệu lệnh của Trần Quang Loan, lãnh binh tỉnh Bắc Ninh. Năm 1870 Giáp Văn Trận còn gọi là Đại Trận, quê ở làng Lý, xã Ngọc Lý, tổng Ngọc Cục, huyện Yên Thế, nay là xã Ngọc Lý, huyện Tân Yên, tỉnh Bắc Giang, cùng con trai là Giáp Văn Cương (Đề Cương) khởi nghĩa chống triều đình Huế. Cuộc khởi nghĩa này mang tên là khởi nghĩa Đại Trận. Song lại bị quân của Tôn Thất Thuyết đàn áp, cuộc khởi nghĩa thất bại, Hoàng Hoa Thám phải trốn tránh một thời gian rồi cùng cha nuôi là Bá Phức tới Lạng Sơn tham gia cuộc khởi nghĩa do Hoàng Đình Kinh lãnh đạo. Hoàng Hoa Thám đã được rèn luyện về tài cầm quân xông pha nơi trận mạc trong 5 năm tham gia cuộc khởi nghĩa Đại Trận, từng lập công lớn trong các trận đánh thành Bắc Ninh, Tam Đảo, nên khi tham gia cuộc khởi nghĩa Cai Kinh đã lập nhiều chiến công, được Cai Kinh phong là Đốc binh. Tháng 12/1885 Đề Thám cùng Bá Phức rời cuộc khởi nghĩa Cai Kinh gia nhập cuộc khởi nghĩa Yên Thế do Đề Nắm lãnh đạo, quân Pháp đã vấp phải sức chiến đấu ngoan cường và kiên quyết của nghĩa quân. Đề Thám còn tham gia một số trận đánh và đều lập công, được Đề Nắm phong tới Đề đốc. Từ khi Hoàng Hoa Thám và Bá Phức rời khỏi cuộc khởi nghĩa Cai Kinh trở về tham gia cuộc khởi nghĩa Yên Thế thì từ đó giữa hai cuộc khởi nghĩa có sự hỗ trợ lẫn nhau và vai trò của Đề Thám trong cuộc khởi nghĩa Yên Thế ngày càng nổi lên rõ rệt.

   Đề Thám đã cùng với Đề Nắm rút kinh nghiệm xây dựng đồn Na Lương để xây dựng hệ thống phòng thủ mới ở Hố Chuối. Sau một số hoạt động quân sự nhỏ, hiệu quả chiến đấu không cao, ngày 22/8/1888 các thủ lĩnh nghĩa quân họp ở đình Dĩnh Thép đã cử ra một bộ chỉ huy quân sự mới do Bá Phức làm Chánh tướng, Đề Nắm làm Phó tướng, Đề Thám phụ trách quân sự. Bộ chỉ huy mới đã lãnh đạo cuộc chiến đấu một cách toàn diện, đi vào nền nếp. Tiêu biểu là trận đánh thắng ở làng Dương Sặt. Bọn giặc đã bị 250 nghĩa quân đánh trả quyết liệt. Sau một ngày chiến đấu tiêu hao sinh lực địch, quân rút khỏi căn cứ. Giặc Pháp tràn vào làng thiêu hủy làng Sặt và làng Thế Lộc.

   Đề Thám lập căn cứ trên núi Yên Ngựa gần làng Cao Thượng, chỉ huy nghĩa quân đánh bại mọi cuộc tiến công của quân Pháp. Sau chiến thắng, Đề Thám rút quân, quân Pháp vào Cao Thượng chỉ còn trận địa không. Chúng đốt làng Cao Thượng cùng đình, chùa.

   Cuối tháng 10/1891, bọn cầm quyền Pháp sai tên Voay rông chỉ huy Lữ đoàn 1 tấn công vào Yên Thế. Ngày 30/3 quân Pháp chiếm được đồn Bá Phức, ngày 31/3 căn cứ Yên Thế thất thủ. Trong những thời điểm khó khăn đó, Bá Phức đem lực lượng lên vùng Tam Đảo, Đề Thám tạm lánh ở Bằng Cục. Tháng 11/1892, Thống Luận, Thống Ngò cùng Bá Phức trở lại Yên Thế, Đề Thám quyết định hoạt động trở lại. Từ tháng 2/1893, Đề Thám bắt đầu trực tiếp nắm quyền lãnh đạo tối cao ở căn cứ Yên Thế.

   Để lấy danh nghĩa và khôi phục lại uy thế sáng 19/12/1892 (tháng 11 Nhâm Thìn), Đề Thám tập hợp một lực lượng 400 quân tại đình làng Đông, xã Quỳnh Đông, sau đổi là Bích Động, nay thuộc Bích Sơn, Việt Yên) tổ chức lễ Tế cờ, chính thức nhận chức chỉ huy cuộc khởi nghĩa Yên Thế. Một bộ chỉ huy quân sự được thành lập gồm Đề Thám, Đặng Thị Nhu, Cả Trọng, Cả Dinh, Cả Huỳnh, Điển Ân. Nghĩa quân hoạt động mạnh ở khu vực Nhã Nam, bí mật củng cố căn cứ Yên Thế.

   Tháng 10/1893, Lê Hoan mang một lực lượng 200 lính khố xanh, 690 lính cơ phối hợp với quân của các đồn binh Na Lương, Mỏ Trạng, Bố Hạ, Nhã Nam, Thái Nguyên càn quét Yên Thế suốt 2 tháng liền.

   Tháng 01/1894, thực dân Pháp buộc phải thương lượng đình chiến với Đề Thám. Công sứ Bắc Ninh phái tổng đốc Lê Hoan đến thương lượng. Đề Thám ra điều kiện quân Pháp phải nhổ hết đồn bốt quanh Yên Thế, Nhã Nam và ông hẹn ngày 7/2/1894 ông sẽ đến gặp công sứ. Đề Thám lợi dụng thời gian thỏa thuận đình chiến kéo dài 3 tháng (tháng 1 đến tháng 4/1894) để bổ sung lực lượng, tu sửa đồn trại, tích trữ lương thực. Công sứ Bắc Ninh phải chấp nhận những điều kiện do Đề Thám đề ra. Bá Phức lo sợ, ngày 15/2/1894 vội vã đem 76 thủ hạ, 54 súng ra hàng Lê Hoan, nhận chức bang tá. Đề Thám không nao núng, vẫn điềm nhiên đến dự họp ở Luộc Hạ. Mọi âm mưu đầu độc ông ở đây bị thất bại. Cuối tháng 4/1894 cuộc thương lượng tan vỡ.

   Tháng 5/1894 công sứ Bắc Ninh Muydơliơ (Muselier) quyết định chấm dứt thương lượng với Đề Thám, chuẩn bị tấn công căn cứ Yên Thế. Muslier cho Tổng đốc Lê Hoan sai Bá Phức vốn là bố nuôi Đề Thám với danh nghĩa đến “thuyết khách” để đặt mìn giết Đề Thám. Ông tương kế, tựu kế giả chết để đánh lừa quân Pháp. Quân Pháp tin Đề Thám đã chết, đem quân đến đánh, Đề Thám phản công, quân Pháp bị thất bại nặng nề.

   Ngày 9/4/1896, Đề Thám rút quân về vùng núi Tam Đảo lập căn cứ mới. Từ căn cứ này nghĩa quân tỏa đi, hoạt động ở Bắc Ninh, Sơn Tây, Thái Nguyên, Bắc Giang.

   Những hoạt động quân sự tích cực của Đề Thám khiến cho nhà cầm quyền Pháp lo ngại.

   Ngày 17/4/1901 Hòa ước được ký kết tại đình làng Nẻo. Tuy bị ràng buộc về hòa ước, nhưng Đề Thám và các tướng lĩnh vẫn không ngừng bổ sung lực lượng, làm tốt công tác huấn luyện. Đề Thám cũng mở rộng mối quan hệ với các nho sĩ, các nhà văn thân, các thủ lĩnh phong trào yêu nước khác. Chỉ trong một thời gian ngắn, nhiều cơ sở của nghĩa quân được xây dựng ở Từ Sơn, Thuận Thành (Bắc Ninh) Văn Lâm (Hưng Yên), Sơn Tây. Một hành lang cơ sở vững chắc kéo dài từ Yên Thế sang Hiệp Hòa, vượt sông Cầu tới hai tỉnh Vĩnh Yên, Phúc Yên.

   Sau cuộc hội đàm với nhà cách mạng Phan Bội Châu, Hoàng Hoa Thám đã có tầm nhìn toàn cục là phải phát động cả nước đồng thời nổi lên chống Pháp. Để thực hiện được nhiệm vụ lớn lao trên, Đề Thám đã cử những người tin cẩn về các địa phương trên tuyên truyền, tổ chức lực lượng. Đề Thám cũng giao nhiệm vụ cho các vị chỉ huy, nghĩa quân có uy tín đang ở căn cứ. Trong các trận đánh ở Tam Đảo (Tam Dương) và ở các làng Lập Trí, Xuân Lai, Hiền Lương, Ninh Bạch. Bình Dã (Kim Anh) Thúy Yên, Thái Lai (Yên Lãng), nghĩa quân đều gây thiệt hại nặng nề cho quân Pháp.

   Cuối tháng 1/1909, Toàn quyền Đông Dương ra lệnh tấn công quy mô lớn vào các căn cứ của Đề Thám. Cuối tháng 3/1909, quân Pháp bao vây thủ lĩnh Hoàng Hoa Thám ở Rừng Phe. Ngày 25/3/1909 Đề Thám quyết định phá vây để rút lên Tam Đảo, Cả Trọng hy sinh, Cả Huỳnh bị thương nặng, Cai Tề bị giặc bắt. Ngày 4/6/1909 toàn bộ các toán nghĩa quân Yên Thế đóng ở Vĩnh Yên, Phúc Yên tập trung về Vệ Linh để đón thủ lĩnh Đề Thám. Ngày 14/6/1909, Đề Thám vượt sông Cầu, qua Thủ Lâm để tới Vệ Linh để cùng 50 thủ lĩnh và nghĩa quân còn lại rút về căn cứ Núi Sáng ở huyện Lập Thạch, tỉnh Vĩnh Yên.

   Từ đầu tháng 11/1909, Đề Thám trở lại Yên Thế, có mặt ở Mỏ Trạng, Dĩnh Thép, Cầu Gồ. Đề Thám chỉ còn lại vài thủ hạ và một số quân song vẫn quật cường chiến đấu. Sau vụ giết Phó đội Liên và Đồng Cứu tháng 3/1912, giặc Pháp tung quân truy lùng gắt gao các thủ hạ thân tín lần lượt bị hi sinh, bên mình ông chỉ còn hai thủ hạ trung thành. Cuối tháng 12/1912, nhờ Lương Tam Kỳ làm trung gian, bọn Trần Đắc Kỷ (Tsan-tác-ky) nhận tiền của Pháp giết Đề Thám, tìm cách liên hệ được với Đề Thám ở vùng núi vùng Yên Thế, ngày 10 tháng 2 năm 1913 (mùng 5 tết Quý Sửu) chúng ám hại ông tại khu rừng cách chợ Gồ 2km, chúng chặt đầu ông bêu ở chợ Nhã Nam. (có sách viết ông bị ám hại ngày 18/3/1913 (tức ngày 10 tháng 2 năm Quý Sửu).Về cái chết của Đề Thám còn nhiều nghi vấn có sách viết cái xác Pháp nói là Đề Thám thực ra là Sư ông chùa Lèo).