Ðặc biệt, triều đình ra lệnh không được đào bới khai mỏ gì ở Thanh Hoá sợ rằng xúc phạm đến oai linh của xứ sở. Nhà Nguyễn xây lăng tổ khai sáng ở Triệu Tường (Hà Trung), thành Triệu Tường lớn thứ 2 sau thành Thanh Hoá, chu vi 182 trượng (1 trượng = 4m), xây dựng lại Lam Kinh để tỏ lòng kính ngưỡng nhà Lê, dựng đền thờ các vua Lê ở Kiều Ðại (TP Thanh Hoá), hằng năm cắt cử các quan lại thay mặt nhà vua cúng tế và tổ chức phòng thủ ở Thanh Hoá rất hùng mạnh gồm một hệ thống 11 đồn binh có quân chính qui trấn giữ 7 bảo súng (pháo đài), 1 đồn thuỷ với 44 khẩu đại bác (súng thần công) mỗi đợt tuyển quân lấy của Thanh Hoá hơn 7.000 người. Ngày 25/11/1885, quân xâm lược Pháp lần đầu tiên tiến công Thanh Hoá. Trước đó, ngày 5 tháng 7, Tôn Thất Thuyết cùng vua Hàm Nghi tuyên bố chọn Thanh Hoá làm thủ phủ kháng chiến, nên tinh thần Cần Vương của quân dân Thanh Hoá rất sôi sục. Vùng rừng núi Thanh Hoá được xây dựng những sơn phòng tích trữ tiền của, lương thảo để chuẩn bị đánh giặc. Ba tháng sau (12/3/1886), nghĩa quân Cần Vương đã tiến đánh quân Pháp đóng ở thành Thanh Hoá. Mùa hè năm 1886, nghĩa quân lập bộ chỉ huy kháng chiến toàn Thanh Hoá do Tống Duy Tân đứng đầu và lập chiến khu ở Ba Ðình (Nga Sơn). Từ 18/12/1887, chiến sự dữ dội nhất giữa quân Việt Nam và Pháp đã nổ ra ở Ba Ðình. Quân Pháp phải tập trung trên địa bàn một số xã ở đây lượng binh lính lớn nhất so với toàn quốc (6.000 người trong một trận) để chiến đấu và bị thiệt hại nặng nề. Cuối cùng vì không được tiếp ứng như kế hoạch dự kiến, nghĩa quân do Ðinh Công Tráng chỉ huy đã rút lui an toàn khỏi các chiến luỹ. Ngày nay quảng trường trọng đại nhất của đất nước mang tên chiến khu này, đó là quảng trường Ba Ðình lịch sử ở thủ đô Hà Nội. Các cuộc chiến đấu chống quân đội Pháp ở Thanh Hoá đến giữa năm 1895 mới chấm dứt cùng với hàng ước của nhà Nguyễn. Thanh Hoá và các tỉnh miền Trung Việt Nam vẫn nằm trong nền độc lập hạn chế của nhà Nguyễn không bị Pháp cai trị trực tiếp. Thực tế chính quyền thuộc địa Pháp chỉ cai quản địa phận thị xã Thanh Hoá được thành lập ngày 12/7/1899 ở khu đất phía Ðông thành Thanh Hoá mà thôi. Năm 1918, chế độ thi cử tuyển hiền tài, kiểu Nho giáo ở Thanh Hoá mới bãi bỏ. Thanh Hoá bắt đầu hình thành xã hội phong kiến thuộc địa hiện đại hoá.