Ngày 17 tháng 2 năm 1859, thực dân Pháp đưa quân chiếm Cần Giờ và tiến đánh Gia Định. Nhân dân Nam kỳ kháng chiến chống Pháp. Năm 1860, Nguyễn Tri Phương được cử vào Gia Định, cho đắp đồn Chí Hòa, ban hịch kêu gọi đánh Tây. Ngày 7 tháng 2 năm 1861, Chaner điều quân tiến công Sài Gòn. Ngày 25 tháng 2, đại đồn Chí Hòa thất thủ. Nguyễn Tri Phương bị thương, rút về Biên Hòa, cho đắp 9 cửa hàn trên sông Đồng Nai ngăn giặc. Ngày 17 tháng 12 năm 1861, quân thủy bộ Pháp do Bonard chỉ huy tấn công thành Biên Hòa, sau đó đánh chiếm các đồn lũy khác, lãnh binh Nguyễn Đức Ứng chiến đấu chống giặc ở Long Thành, hy sinh ngày 21-12-1861. Ngày 5 tháng 6 năm 1862, triều đình Nguyễn ký hòa ước Nhâm Tuất nhượng 3 tỉnh miền Đông: Biên Hòa, Gia Định, Định Tường cho Pháp. Triều Đình ra lệnh bãi binh. Quản cơ Trương Định không tuân lệnh vua, thuận theo lòng dân, giương cờ Bình Tây Đại Nguyên Soái, tập hợp dân chúng tiếp tục chống Pháp; đánh đồn Rạch Tra, Đồng Môn, Long Thành, đốt tàu giặc trên sông Đồng Nai, lập căn cứ ở Lý Nhơn (Cần Giờ), Bến Bạ (Nhơn Trạch). Nghĩa binh vùng Nhơn Trạch, Long Thành, Biên Hòa theo Trương Định rất đông. Như cha con Quản cơ Nguyễn Ngọc Hớn ở Phú Thạnh chẳng hạn. Nguyễn Ngọc Hớn kiên cường chống Pháp, bị bắt, mất năm 1863, con trai là Nguyễn Ngọc Sang tiếp tục lãnh đạo nghĩa binh tham gia đốt tàu giặc ở Nhật Tảo, Cồn Cò, lập căn cứ ở Bến Bạ, gây cho giặc nhiều tổn thất.

Ngày 25 tháng 9 năm 1863, giặc Pháp tập trung tiêu diệt căn cứ Lý Nhơn, nghĩa quân Trương Định tử chiến phá vây, sau đó bị Huỳnh Công Tấn phản bội, phục kích, tử tiết ngày 19 tháng 8 năm 1864. Trương Quyền (cùng Phan Chỉnh) tiếp tục sự nghiệp của cha, lập căn cứ ở Giao Loan (Rừng Lá) tiến công đồn Biên Hòa, giặc Pháp huy động lực lượng tấn công căn cứ Giao Loan, đến tháng 4 năm 1865 nghĩa quân mới tan rã, phong trào tạm lắng.

Trương Định, Trương Quyền mất nhưng phong trào kháng chiến chống Pháp không tắt. Long Thành, Nhơn Trạch, Biên Hòa, Tân Uyên tổ chức nhiều hội kín chống Pháp. Huyện Thạc, huyện Ân làm tay sai cho Pháp bị phản ứng nhiều lần, sợ quá phải xin chuyển đi nơi khác. Năm 1881, thực dân Pháp đưa Trần Bá Hựu, em của Trần Bá Lộc (tay sai khét tiếng) về làm tri huyện Long Thành. Tên này độc ác không kém Trần Bá Lộc. Hội kín quyết diệt bằng được. Tháng 2 năm 1881, nhà sư Trần Văn Tấn (pháp hiệu là Huyền Vi) cùng đồng đạo lập mưu giết chết Trần Bá Hựu. Hội kín Long Thành bị đàn áp, nhà sư Trần Văn Tấn lãnh án tử hình, nhiều người khác bị khổ sai, chung chân.

Đến năm 1905, trong khi các phong trào kháng chiến vũ trang đã bị dìm trong máu, nhiều sĩ phu yêu nước hướng theo con đường Đông Du, Duy Tân, thì ở Biên Hòa lão nghĩa sĩ Đoàn Văn Cự vẫn còn tổ chức vũ trang chống Pháp, anh dũng hy sinh cùng 16 nghĩa binh, việc không thành, nhưng tinh thần bất tử, mộ và đền thờ còn ở Biên Hòa. Năm 1916, hội kín trại Lâm Trung ở Biên Hòa do Mười Tiết, Mười Sóc chỉ huy tổ chức phá khám, cướp súng, giết giặc. Phong trào bị khủng bố, 9 người bị xử bắn tại ngã ba Dốc Sỏi, dân lập miểu thờ, gọi là miểu Cô hồn, di tích hiện ở phường Quang Vinh, thành phố Biên Hòa.