tác chiến phòng ngự bảo vệ căn cứ Ba Đình (x. Ba Đình) của nghĩa quân, do Đinh Công Tráng, Phạm Bành và Trần Xuân Soạn trực tiếp chỉ huy. Gồm 2 đợt: Đợt 1: ngày 18.12.1886, nghĩa quân đánh lui cuộc tiến công đầu tiên của quân Pháp từ hai hướng: hướng tây nam do trung tá Metzanhzơ (Metzinzer) và hướng đông bắc do trung tá Đôt (Dodds) chỉ huy. Sau đợt này, thấy không thể thắng nhanh được, nên từ 31.12, quân Pháp chuyển sang bao vây. Đợt 2: 6.1.1887 - 20.1.1887, Pháp lại tiến công đợt 2, do trung tá Đôt chỉ huy, nhưng không thành công, đành rút ra xa để tổ chức bao vây chặt và chờ xin viện binh. Không thể để Ba Đình tồn tại giữa vùng đồng bằng giáp ranh Thanh Hoá và Ninh Bình như một thách thức kiêu hãnh, Bộ Tư lệnh quân viễn chinh Pháp quyết định: nâng số quân Pháp đánh Ba Đình lên 3.530 lính (trong đó có 1.580 lính Âu và 1.950 lính bản xứ); đưa số pháo sử dụng lên 36 khẩu; tăng cường 5 nghìn dân binh và giáo dân của linh mục Trần Lục; cử đại tá Brixô (Brissaud) làm tổng chỉ huy và xiết chặt hơn nữa việc bao vây Ba Đình với quyết tâm tiêu diệt hoàn toàn căn cứ Ba Đình, bắt sống hoặc giết Đinh Công Tráng, Phạm Bành, Trần Xuân Soạn. Tuy Pháp đã nỗ lực cao độ nhưng vẫn không đạt các mục đích đề ra. Sau hơn một tháng chiến đấu phòng ngự, đánh bật hai đợt tấn công quy mô lớn của Pháp, nghĩa quân Ba Đình đã tiến hành tác chiến phá vây vào đêm 20 rạng ngày 21.1.1887, rút về căn cứ dự phòng Mã Cao.