Ngô Quang Đoan là con cả quan Thượng thư Nguyễn Quang Bích. Quê ở làng Trình Phố, phủ Trực Định, nay thuộc xã An Ninh, huyện Tiền Hải, tỉnh Thái Bình. Từ nhỏ, Ngô Quang Đoan đã thông minh giỏi cả cầm, kỳ, thi, họa. ông tự chế ra cây đàn nguyệt và cây đàn này gắn bó với ông suốt đời. Ngô Quang Đoan là người tinh thông võ nghệ, sử dụng được các loại vũ khí cổ truyền và cả súng bắn nhanh của phương Tây. Ông còn tài cưỡi ngựa, sai khiến được tất cả những con ngựa bất kham.

   Năm 1882, giặc Pháp đánh chiếm Hà Nội lần thứ hai; năm 1883 quân Pháp đánh chiếm các tỉnh Nam Định, Hải Dương, Ninh Bình… Tiến sĩ Vũ Hữu Lợi, Đốc học Nam Định đã bí mật tổ chức lực lượng nghĩa quân phần lớn là học trò của mình, trong đó có Đốc Nhưỡng, Lãnh Hoan, Ngô Quang Đoan. Nghĩa quân chủ trương đánh úp thành Nam Định. Vũ Văn Báo quê ở làng Vĩnh Trụ, huyện Lý Nhân, tỉnh Hà Nam cũng là học trò Vũ Hữu Lợi dò biết đã mật báo váo Pháp, để bắt sống cụ Nghè Vũ Hữu Lợi và chém cụ đúng vào chiều 30 tết. Vũ Văn Báo do mật báo với Pháp bắt được cụ Nghè được Pháp thăng Tổng đốc Nam Định. Nghĩa quân vô cùng căm giận, tìm cách giết Báo trả thù cho thày, lập mưu đóng giả làm lính Tây đi tuần đột nhập vào nhà Báo ở xã Nghĩa Trụ, huyện Lý Nhân, tỉnh Hà Nam bắt hắn đưa về căn cứ lập đàn tế thày.

   Cuối năm 1889, đầu năm 1890, các thủ lĩnh nghĩa quân phủ Thái Bình như Đốc Nhưỡng, Lãnh Hoan… lần lượt hy sinh. Ngô Quang Đoan còn quá trẻ. địch không thể ngờ ông là một chỉ huy nghĩa quân, nên chưa bị lộ. Ông đến học phó bảng Trần Xuân Sắc. Đầu năm 1890, khi ông 18 tuổi, ông nhận được tin cha là Nguyễn Quang Bích mất ở chiến khu. Ngô Quang Đoan phải bỏ học đi bộ lên núi Tôn Sơn, xã Mậu Xuân, châu Yên Lập, nay thuộc huyện Yên Lập, tỉnh Phú Thọ chịu tang. Đề Kiều, Đốc Ngữ, Đốc Đen, Lãnh Gáo biết tài chỉ huy quân sự của Ngô Quang Đoan ngỏ ý mời ông ở lại căn cứ tiếp tục sự nghiệp của cha lãnh đạo phong trào kháng chiến. Song ông cảm thấy mình còn ít tuổi, nên chỉ xin đứng vào đội ngũ kháng chiến. Ông dự nhiều trận đánh quân Pháp ở vùng sông Thao, sông Đà. Ông phát hiện ra một vấn đề nghiêm trọng là giữa các tướng Đề Kiều ở Khả Cứu, Đốc Ngữ, Lãnh Vân ở Hòa Bình, Đốc Đen, Lãnh Gáo ở Nam Định không phục nhau, không ai chịu nghe ai. Ngô Quang Đoan thấy nhiệm vụ cấp thiết là phải đoàn kết các tướng vào một mối. Ông đã lần lượt tới chiến đấu với các tướng chỉ huy các cánh quân để thuyết phục.

   Quân Pháp cho mật vụ đi dò xét biết được trong nghĩa quân Đốc Ngữ – Đề Kiều có Ngô Quang Đoan là một thủ lĩnh đa mưu túc kế, lệnh cho quân đồn trú ở Hưng Hóa – Sơn Tây tìm mọi cách bắt hoặc giết được Ngô Quang Đoan. Nhưng tất cả các cuộc hành quân dù ào ạt hay chia thành toán nhỏ lén lút vào căn cứ đều bị nghĩa quân tiêu diệt. Giặc Pháp hèn hạ cho lính về làng Trình Phố bắt Lý trưởng và mẹ ông giam vào ngục, cướp hết thóc lúa, của cải, phá phách tài sản để lung lạc ông. Song tất cả những hành động dã man, điên cuồng ấy càng làm cho ông căm thù, quyết tâm tiêu diệt giặc Pháp.

   Hoạt động của nghĩa quân Hưng Hóa do Đốc Ngữ, Đề Kiều, Ngô Quang Đoan chỉ huy đã gây tổn thất nặng nề cho quân Pháp ở lưu vực sông Thao, sông Đà. Đốc Ngữ hy sinh ngày 25/11/1892, bị quân Pháp tấn công dữ dội Đề Kiều, Ngô Quang Đoan vượt sông Hồng sang Tam Đảo hợp tác với các thủ lĩnh nghĩa quân Tuấn Đạt, Tuấn Bôn, Đốc Khoát, sau đó Đề Kiều quay trở về căn cứ. Ông bị giặc Pháp bắt song không ra làm cho chúng mà mở đồn điền.

   Ngô Quang Đoan vào Hà Tĩnh gặp thủ lĩnh Phan Đình Phùng bàn mưu kế sang Trung Quốc bắt liên lạc với Tôn Thất Thuyết, song việc không thành. ông lại cùng với một ông Tú tài tiếp tục cuộc kháng chiến ở Hưng Hóa. Vào đầu năm 1893, Ngô Quang Đoan và ông Tú bị giặc Pháp bắt ở Hưng Hóa. Sau một thời gian bị giam giữ, mua chuộc hai ông không được, giặc Pháp đem ông Tú ra chém để uy hiếp ông, nhưng ông vẫn kiên quyết không chịu đầu hàng. Quân Pháp quyết định đưa ông ra xử tử. Song ông được Đề Kiều đứng ra bảo lãnh giảm án tử hình, nhưng bị quản thúc. Trong thời gian bị quản thúc ở quê hương Trình Phố, Ngô Quang Đoan vẫn bí mật liên lạc với các chí sĩ yêu nước.

   Năm 1905 Ngô Quang Đoan ra Hà Nội gặp cử nhân Lương Văn Can, bàn việc tổ chức Đông Kinh Nghĩa Thục. Sau đó Ngô Quang Đoan lại sang Nhật. Năm 1907, Hội Duy tân phân công Ngô Quang Đoan về nước vận động tài chính cho hội và liên lạc với các tướng lĩnh cũ ở vùng sông Thao, sông Đà để chống Pháp. Trong khi vận động tài chính, ông cũng có giúp đỡ phong trào Duy tân ở tỉnh Thái Bình. Năm 1909 hoạt động vận động tài chính của Ngô Quang Đoan đang có kết quả thì Chính phủ Nhật đã đồng lõa với nhà cầm quyền Pháp ở Đông Dương trục xuất Phan Bội Châu và các lưu học sinh Việt Nam ra khỏi Nhật. Ngô Quang Đoan trở về nước.

   Ngô Quang Đoan qua đời ngày 29 tháng 5 năm Ất Dậu, tức ngày 8 tháng 7 năm 1945 tại làng Trình Phố chỉ trước khi Cách mạng tháng Tám thành công có 41 ngày.