Căn cứ theo giả thuyết do Thiên Nam ngữ lục nêu mà sử gia Đào Duy Anh đồng tình, cuộc nổi dậy chống nhà Đông Hán đã diễn ra vào nửa cuối năm 39 và bị Tô Định trấn áp khiến Thi Sách bị hại. Sau khi Thi Sách bị Tô Định giết, Trưng Trắc và các Lạc tướng càng căm thù, quyết tâm chống lại nhà Hán để trả thù. Bà cùng Trưng Nhị mang quân bản bộ về giữ Hát Môn.
Tháng 9 năm 39, Trưng Trắc và Trưng Nhị tập hợp các tướng lĩnh cùng nhau làm Hội thề ở cửa sông Hát (huyện Phúc Thọ, Hà Nội) thuộc huyện Mê Linh thời đó. Thiên Nam ngữ lục ghi lời thề của Trưng Trắc như sau:
"Một xin rửa sạch nước thù
Hai xin dựng lại nghiệp xưa họ Hùng
Ba kêu oan ức lòng chồng
Bốn xin vẻn vẹn sở công lênh này".
Đánh đuổi Tô Định
Sau một thời gian chuẩn bị, tháng 2 năm 40, Trưng Trắc cùng Trưng Nhị chính thức phát động khởi nghĩa chống lại nhà Đông Hán. Sách Đại Việt sử ký tiền biên của Ngô Thì Sĩ ghi lại lời chép trong dã sử cho biết, khi Trưng Trắc xuất quân vẫn chưa hết tang chồng, bà trang điểm rất đẹp. Các tướng hỏi vì sao, bà đáp rằng:
Việc binh không thể ảnh hưởng. Nếu giữ lễ và làm xấu dung nhan thì nhuệ khí tự nhiên suy kém. Cho nên ta mặc đẹp để mạnh thêm nhiều màu sắc của quân, khiến cho bọn giặc trông thấy động lòng, lợi là chí tranh đấu, thì dễ giành phần thắng.
Mọi người nghe đều thán phục là không bằng bà.
Cuộc khởi nghĩa được sự hưởng ứng của nhiều đội quân và nhân dân các nơi thuộc Âu Lạc và Nam Việt cũ. Quân Hai Bà đánh hãm trị sở Luy Lâu. Sử sách ghi lại rất sơ lược diễn biến cuộc khởi nghĩa của Hai Bà từ khi bắt đầu tới khi thắng lợi. Sách Hậu Hán thư chép:
"Năm Kiến Vũ thứ 16 (40), người con gái ở Giao Chỉ là Trưng Trắc và em gái là Trưng Nhị làm phản, đánh phá quận. Trưng Trắc là con gái Lạc tướng huyện Mê Linh, là vợ Thi Sách người Chu Diên, rất hùng dũng. Thái thú Giao Chỉ là Tô Định dùng pháp luật trói buộc, Trưng Trắc phẫn nộ, vì thế mà làm phản. Do vậy, những người Man, người Lý ở Cửu Chân, Nhật Nam, Hợp Phố đều hưởng ứng. Gồm chiếm được 65 thành tự lập làm vua. Thứ sử Giao Chỉ và các thái thú chỉ giữ được thân mình mà thôi.”
Sách Thủy kinh chú chép:
"[Hai Bà] công phá châu huyện, hàng phục được các Lạc tướng, họ đều suy tôn Trưng Trắc làm vua."
Các sử gia căn cứ theo các thần phả và truyền thuyết tóm lược trình tự cuộc khởi nghĩa như sau:
Quân Hai Bà trước tiên tấn công đô úy trị quận Giao Chỉ ở Mê Linh. Chiếm được nơi đây, Hai Bà Trưng tiến đánh huyện Tây Vu, chiếm thành Cổ Loa.
Trên đà thắng lợi, từ Cổ Loa, Hai Bà Trưng mang quân vượt sông Hoàng, sông Đuống đánh trị sở Giao Chỉ ở Luy Lâu bên bờ sông Dâu (lãng Lũng Khê, Thuận Thành, Bắc Ninh). Quân khởi nghĩa tấn công quá nhanh khiến Tô Định không kịp trở tay. Trước thế mạnh của quân Hai Bà, các viên quan cầm đầu không trở tay kịp và không dám chống cự, bỏ chạy về phương Bắc.
Thái thú Giao Chỉ là Tô Định hoảng hốt cũng tháo chạy. Để thoát thân, Tô Định phải cạo tóc, cạo râu, trà trộn vào loạn quân, vứt bỏ ấn tín mà chạy. Tương truyền người Việt đương thời vẫn có tục lệ phổ biến là cạo tóc, nên Tô Định làm như vậy để bắt chước cho khỏi bị phát hiện trên đường trốn. Cuối cùng Tô Định thoát về quận Nam Hải, bị Mã Viện dâng sớ lên Hán Quang Vũ Đế hạch tội “thấy tiền thì giương mắt lên, thấy giặc thì cụp mắt xuống”. Vua Hán hạ ngục trị tội Tô Định.
Cuộc khởi nghĩa Hai Bà Trưng được nhân dân khắp nơi hưởng ứng rất nhiều. Sau khi Luy Lâu bị hạ, các thành khác nhanh chóng tan vỡ và quy phục. Cuộc khởi nghĩa lan rộng vào Cửu Chân, Nhật Nam, sang Uất Lâm, Hợp Phố…
Khởi nghĩa thắng lợi, Trưng Trắc lên ngôi vua, xưng vương. Thần phả cho biết Trưng Nhị được phong làm Phó vương.
monmon70023220 
Darling_274 
minhquanhhqt160 
tngnhatganh117 
