Sau một thời gian chuẩn bị, khởi nghĩa Bà Triệu cùng nghĩa quân đã vượt sông Chu đến rừng núi Nưa (Nông Cống, Triệu Sơn ngày nay) để lập căn cứ, tập hợp lực lượng, chuẩn bị lương thảo, nhằm mở rộng địa bàn hoạt động xuống miền đồng bằng. Dưới ngọn cờ cứu nước của Bà Triệu, nhân dân khắp huyện Cửu Chân một lòng ủng hộ, nô nức tham gia nghĩa quân.
Khi nhà Ngô xâm lược đất nước, chế độ áp bức và bóc lột của nhà Ngô trên nước ta hồi bấy giờ vô cùng tàn bạo. Khi được vua Ngô cử sang làm thứ sử nước ta, Chu Phù và bọn tay chân của hắn ngang ngược hoành hành, thẳng tay cướp bóc tài sản của nhân dân Việt Nam. Nhân dân ta bị cưỡng bức phải đi kiếm các thứ như hương thơm, hạt trai, ngọc lưu ly, đồi mồi, ngà voi nộp cho vua Ngô. Mùa nào thức ấy, nhân dân ta còn phải nộp các thứ quả lạ như chuối tiêu, dứa, nhãn… để cung đốn cho bọn quan lại nhà Ngô. Chế độ bóc lột này làm cho tài sản người Việt Nam ngày càng kiệt quệ, đời sống ngày càng điêu đứng.
Triệu Quốc Trinh và anh trai là Triệu Quốc Đạt vô cùng căm giận bọn quan lại nhà Ngô ngay từ khi còn trẻ tuổi. Bà đã quyết hy sinh hạnh phúc cá nhân cho sự nghiệp cứu nước. Họ hàng khuyên bà lấy chồng, bà khảng khái nói: “Tôi chỉ muốn cưỡi cơn gió mạnh, đạp luồng sóng dữ, chém cá trường kình ở biển Đông, lấy lại giang sơn, dựng nền độc lập, cởi ách nô lệ, chứ đâu chịu khom lưng làm tì thiếp cho người”.
Với chí lớn ấy, từ năm 19 tuổi, bà đã cùng anh tập hợp nghĩa sĩ trên đỉnh núi Nưa, ngày đêm mài gươm, luyện tập võ nghệ để chuẩn bị khởi nghĩa.
Sau một thời gian chuẩn bị, Bà Triệu cùng nghĩa quân đã vượt sông Chu đến rừng núi Nưa (Nông Cống, Triệu Sơn ngày nay) để lập căn cứ, tập hợp lực lượng, chuẩn bị lương thảo, nhằm mở rộng địa bàn hoạt động xuống miền đồng bằng. Dưới ngọn cờ cứu nước của Bà Triệu, nhân dân khắp huyện Cửu Chân một lòng ủng hộ, nô nức tham gia nghĩa quân.
Cuộc khởi nghĩa bà Triệu và Triệu Quốc Đạt bùng nổ vào nǎm 248 và được nhân dân trong quận Cửu Chân hưởng ứng nhiệt liệt và nhanh chóng lan tỏa ra quận Giao Chỉ. Bà làm hịch truyền đi khắp nơi, kể tội nhà Ngô và kêu gọi mọi người đứng dậy đánh đuổi quân Ngô. Từ núi rừng Ngàn Nưa, nghĩa quân Bà Triệu tấn công thành Tư Phố và đã mau chóng giành thắng lợi trọn vẹn. Bà Triệu cùng nghĩa quân vượt sông Mã xuống vùng Bồ Điền để xây dựng căn cứ địa. Về mặt quân sự, địa hình tự nhiên vùng Bồ Điền có đủ yếu tố để xây dựng một căn cứ thuận lợi cho cả “công” lẫn “thủ”. Từ đây có thể ngược sông Lèn, sông Âu ra sông Mã rút lên mạn Quân Yên (quê hương Bà Triệu), hoặc tới căn cứ núi Nưa lúc cần; lại có thể chủ động tấn công ra phía Bắc theo lối Thần Phù để khống chế địch ở mặt này.
Dựa vào địa hình hiểm yếu ở Bồ Điền, Bà Triệu đã cùng anh em họ Lý là Lý Hoằng Công, Lý Mỹ Công và Lý Thành Công chỉ huy nghĩa quân xây dựng một hệ thống đồn lũy vững chắc. Thanh thế nghĩa quân ngày càng lớn, khắp hai quận Cửu Chân, Giao Chỉ nhân dân một lòng hưởng ứng công cuộc cứu nước của Bà Triệu. Các thành ấp của giặc Ngô ở Cửu Chân lần lượt bị hạ. Từ Cửu Chân, cuộc khởi nghĩa đã nhanh chóng lan ra Giao Chỉ và vào tận Cửu Đức, Nhật Nam. Thứ sử Châu Giao bị giết, bọn quan lại đô hộ ở Châu Giao hết sức hoảng sợ trước thanh thế và sức mạnh của nghĩa quân Bà Triệu. Sử nhà Ngô thú nhận: Năm 248 “toàn thể Châu Giao đều chấn động”.
Triệu Quốc Trinh chỉ huy chiến đấu vô cùng gan dạ. Mỗi khi ra trận, bà thường cưỡi voi, đi guốc ngà, mặc áo giáp vàng, chít khăn vàng đã vẽ lên hình ảnh oai hùng của nữ anh hùng Triệu Quốc Trinh khi bà ra trận. Bà đã đánh cho quân Ngô nhiều trận thất điên bát đảo.
Khi Triệu Quốc Đạt tử trận, Triệu Quốc Trinh lãnh đạo toàn bộ quân khởi nghĩa chiến đấu chống quân Ngô. Bà Triệu tự xưng là Nhuỵ Kiều tướng quân (Vị tướng yêu kiều như nhuỵ hoa). Nghĩa quân chiến đấu liên tiếp nhiều trận, thế lực ngày càng mạnh, quân số có tới hàng vạn người. Nghĩa quân của bà đánh thắng quân Ngô nhiều trận, giết chết viên thứ sử Châu Giao.
Quân Ngô ở miền Cửu Chân không đủ sức phá nổi nghĩa quân, vì vậy vua Ngô phải cử viên danh tướng Lục Dận làm thứ sử Giao Châu kiêm chức Hiệu úy, đem thêm 8.000 quân sang nước ta đàn áp phong trào khởi nghĩa. Lục Dận một mặt ra sức trấn áp nhân dân, mặt khác dùng thủ đoạn xảo quyệt, đem của cải, tiền bạc lung lạc một vài thủ lĩnh địa phương nhằm ổn định Giao Chỉ, tập trung lực lượng tấn công Cửu Chân.
Ổn định được Giao Chỉ, Lục Dận đã đem toàn bộ lực lượng tấn công Cửu Chân theo hai đường thủy: một mũi từ Tạc Khẩu qua hành lang Hoàng Cương – Chính Đại – Bạch Ác ngược sông Lèn vây bức phía bắc, một mũi theo đường biển vòng qua sông Sung và Vích (cửa Lạch Trường) đánh vào phía Nam.
Sau đó, y tập trung lực lượng tấn công vào các doanh trại của nghĩa quân. Quân Ngô hơn hẳn quân khởi nghĩa về mặt tổ chức cũng như về mặt vũ khí. Quân khởi nghĩa suy yếu dần và tan vỡ, lực lượng nghĩa quân còn non trẻ, không đủ sức chống lại đạo binh lớn hơn mình gấp bội.
Sau một cuộc bao vây ráo riết của quân giặc, Bà Triệu phải rút về núi Tùng Sơn. Bà quì xuống vái trời đất: “Sinh vi tướng, tử vi thần” (Sống làm tướng, chết làm thần) rồi rút gươm tự vẫn, đó là vào ngày 22 tháng 2 năm Mậu Thìn – 248.
Cuộc khởi nghĩa Bà Triệu tuy thất bại, nhưng đã để lại một dấu son sáng ngời trong lịch sử chống ngoại xâm của dân tộc ta. Dân tộc ta nói chung, vùng đất Thanh Hóa nói riêng rất tự hào đã sinh ra vị nữ Anh hùng đã làm nên những chiến công rạng rỡ cho dân tộc. Tinh thần yêu nước, chí khí quật cường cùng sự hy sinh lẫm liệt của Bà Triệu không chỉ làm cho kẻ thù khiếp sợ mà còn là nguồn cổ vũ lớn lao đối với sự nghiệp đấu tranh giành độc lập tự chủ của dân tộc trong suốt chiều dài lịch sử.
