Nguyễn Bá Ôn quê ở làng Nguyệt Lâm, nay là xã Minh Tân, huyện Kiến Xương, tỉnh Thái Bình. Ông là một nhà nho, không đỗ đạt, nhưng nổi tiếng về phương thuật.

Ông tự xưng là Thiên thần giáng sinh. Bấy giờ bệnh dịch tả hoành hành ở khắp các tỉnh, người ta mang kiệu tới rước ông đi trừ dịch, có khi vào đến Thanh Hóa, Nghệ An. Nhưng thực ra đó chỉ là một tấm bình phong cho hoạt động tuyên truyền chống Pháp của ông.

Ông có mối quan hệ mật thiết với Tạ Hiện, Bang Tốn. Ông đã cùng với Phó bảng Trần Xuân sắc cử nhân Bùi Tam Đồng dạy dỗ thơ văn và truyền cảm lòng yêu nước cho thần đồng Nguyễn Văn Cẩm truyền bá rộng rãi những “câu sấm” và văn thơ của Kỳ Đồng ra quảng đại quần chúng.

Nguyễn Bá Ôn và một số đồng chí đã quyết định xây dựng lực lượng chiến đấu do Mạc Đình Phúc làm minh chủ, Kỳ Đồng Nguyễn Văn Cẩm làm quốc sư, Nguyễn Bá Ôn làm chủ súy.

Tháng 12/1896, Kỳ Đồng với tư cách là Quốc sư, Nguyễn Bá Ôn với tư cách là chủ súy đã bí mật sang Bình Hà (huyện Thanh Hà) Hải Dương cùng Mạc Đình Phúc thảo luận cụ thể kế hoạch chiêu mộ, huấn luyện quân sĩ, xây dựng căn cứ, chuẩn bị vũ khí quân lương ở các tỉnh đồng bằng Bắc Kỳ để khởi nghĩa khi có thời cơ.

Với ý định xây dựng căn cứ quân sự để mưu việc chống Pháp, tháng 9 năm 1897 ông phối hợp với bác sĩ Ghia mở đồn điền ở Yên Thế, gần căn cứ Phồn Xương của Hoàng Hoa Thám. Theo báo cáo của mật thám thì đồn điền có từ 2500 đến 3000 người. Ông vẫn giữ vững mối liên lạc với Mạc Đình Phúc và Nguyễn Bá Ôn chỉ đạo tích cực chuẩn bị khởi nghĩa.

Trong khi Kỳ Đồng ở Yên Thế thì Nguyễn Bá Ôn khẩn trương cùng các tướng là Sư Thụ chùa Thuyền Quan, Lãnh Chuẩn khẩn trương tổ chức nghĩa quân, trang bị vũ khí, điều tra sự bố phòng của giặc cho trận đánh sắp tới. Nguyễn Bá Ôn cũng tới Bình Hà với tư cách là chủ súy cùng Mạc Đình Phúc đi Hải Phòng, Kiến An khích lệ tướng sĩ làm tốt công tác chuẩn bị khởi nghĩa. Ông chăm chú nghe các tướng báo cáo mục tiêu, kế hoạch tấn công, huy động lực lượng một cách cụ thể.

Giặc Pháp lo sợ những hoạt động của Kỳ Đồng nên bắt cóc ông song kế hoạch khởi nghĩa vẫn được Mạc Đình Phúc và Nguyễn Bá Ôn thực hiện.Cuộc khởi nghĩa của phong trào Kỳ Đồng – Mạc Đình Phúc ở các tỉnh Hải Dương, Hải Phòng, Thái Bình nhanh chóng bị giặc Pháp đàn áp. Mạc Đình Phúc bị bắt và bị xử tử vào ngày 29/12/1897, Sư Thụ bị thương, bị bắt cũng bị chúng tử hình. Nguyễn Bá Ôn bị bắt, giam ở đề lao Thái Bình, bị tên công sứ David xử tử ngay tại đề lao. Có tài liệu lại viết ông bị quân Pháp đưa về làng Nguyệt Lâm chém đầu ông trưóc đền Tam Thánh để uy hiếp dân chúng. Dân làng xô nhau vào lấy vải xô màn thấm máu ở cổ ông đưa về thờ.