Ngày 01 – 9 – 1858, liên quân Pháp – Tây Ban Nha tấn công cửa biển Đà Nẵng, mở đầu cuộc xâm lược của thực dân Pháp ở Việt Nam. Sự kiện này đã trực tiếp uy hiếp cửa ngõ phía Nam vùng đất Thừa Thiên. Nhân dân Hương Thủy cũng bị nạn chung với đất nước.
Để đối phó với thực dân Pháp xâm lược, thời gian đầu, triều đình nhà Nguyễn đã tổ chức các đội quân đến các chiến trường để chiến đấu chống giặc. Trong số đó, có những đội tinh binh, thân binh. Nhiều làng ở Hương Thủy có truyền thống tượng binh, anh dũng ắt hẳn đã có không ít người tham gia vào các đội quân đó.
Xã hội Việt Nam sau khi Pháp xâm lược đã gặp rất nhiều nguy cơ. Triều Nguyễn liên tục lùi lại dưới sức ép của thực dân Pháp. Các phong trào kháng chiến của nhân dân nổ ra. Các trào lưu canh tân đất nước được đề xuất và Huế trở thành trung tâm của các trào lưu đó. Những người khởi xướng canh tân đa số là từ khắp mọi miền đất nước và cũng có một số nhân sĩ ở Huế. Triều Nguyễn cũng thực hiện một số cải cách nhưng không thực hiện trên quy mô lớn, rất rụt rè và mang tính thăm dò. Những vấn đề đó đều có tác động đến đời sống nhân dân cả nước, trong đó có nhân dân Hương Thủy.
Từ năm 1860, do thực dân Pháp đánh chiếm miền Nam, việc vận chuyển lúa gạo ra miền Trung rất khó, Thừa Thiên lại hay mất mùa, thiên tai liên tục xảy ra, nên dân chúng ở đây thường bị đói kém. Để đề phòng nạn thiếu lương thực, triều đình nhà Nguyễn lệnh cho các xã thôn trong phủ Thừa Thiên cứ 100 mẫu ruộng công trích lấy 10 mẫu, giao cho xã dân cày cấy, thu hoạch làm khi chứa riêng gọi là “Xã thương” để giành khi thiếu thì đem ra phân phát cho dân. Việc hình thành “Xã thương” là nét mới trong đời sống làng xã ở Thừa Thiên nói chung, trong đó có Hương Thủy.
Triều Nguyễn cũng chú trọng công tác thủy lợi ở Thừa Thiên. Nhiều công trình thủy lợi được xây mới hoặc sửa chữa. Tháng 7 – 1867, việc khơi thông các dòng sông được tổ chức rầm rộ trong toàn phủ Thừa Thiên. Ở huyện Hương Thủy, các dòng sông như Thiên Lộc (Thọ Lộc), An Cựu - Lợi Nông, Như Ý … Triều đình phạt nặng các quan lại bê trễ, gây ảnh hưởng xấu đến sản xuất nông nghiệp của nhân dân. Như vào tháng 7 – 1874, một số con sông ở Hương Thủy nhiều chỗ nông cạn, triều đình cho rằng quan địa phương không chịu thường xuyên xem xét khơi đào nên viên Tri huyện Hương Thủy bị giáng cấp.
Trong hai năm 1858 và 1859, bệnh dịch bùng phát ở Thừa Thiên, nhiều người dân bị chết. Triều đình Huế đã ra lệnh cấp phát thuốc cho người mắc bệnh và lo mai táng những trường hợp bị chết. Các vùng bị dịch thì được hoãn các thuế lệ và nghĩa vụ về ruộng đất.
Về giáo dục, bên cạnh sự phát triển của Nho học truyền thống, lối học thực dụng bắt đầu được chú trọng, Triều đình nhà Nguyễn chủ trương mời các giáo sĩ Thiên Chúa giáo về Huế để dịch sách phương Tây ra chữ Hán nhằm phổ biến tri thức mới. Nhiều bộ sách được in để ban cấp cho các trường học khắp nơi. Về võ bị, triều đình cũng có cách nhìn mới nên đã tổ chức các cuộc thi võ để tuyển chọn người biết võ nghệ, binh pháp nhằm bổ dụng vào võ ban.
Tình hình xã hội sau khi thực dân Pháp xâm lược ngày một khủng hoảng nặng nề hơn. Một làn sóng phản kháng ngày càng dâng cao. Đỉnh cao là cuộc khởi nghĩa “Chày Vôi” của anh em Đoàn Hữu Trưng, Đoàn Tư Trực và Đoàn Hữu Ái. Người quân sư đắc lực cho anh em họ Đoàn là nhà sư Nguyễn Văn Quý, người làng Dã Lê Chánh, Trụ trì chùa Long Quang. Cuộc khởi nghĩa thu hút nhiều người tham gia, trong đó có nhiều người làng Dã Lê Chánh, Dã Lê Thượng như Nguyễn Văn Viên, Nguyễn Văn Lý, Nguyễn Văn Vũ, Nguyễn Văn Đệ … Đêm 16 – 9 – 1866, quân khởi nghĩa cùng với dân phu xây lăng Vạn Niên của vua Tự Đức đã cầm cờ, vũ khí tấn công vào Kinh thành. Cuộc tấn công bất thành, các thủ lĩnh bị bắt và bị giết.
Trong giai đoạn đầu, thực dân Pháp bằng mọi cách xâm lược Việt Nam, triều đình nhà Nguyễn tìm cách bảo vệ ngôi báu nên đã liên tục thỏa hiệp. Ngày 19 – 7 – 1883, vua Tự Đức qua đời, sự rối ren từ triều chính đến thôn dã Thừa Thiên càng nặng hơn. Ngày 18 – 8 – 1883, quân Pháp nổ súng tấn công đồn Thuận An (Phú Vang) và đến ngày 20 – 8 – 1883 thì chiếm được đồn, hơn 1000 quan và lính Việt Nam hi sinh. Trong số nghĩa sĩ hi sinh đó, có nhiều người xuất thân ở huyện Hương Thủy. Kết quả tức thì là hiệp ước Harmand được ký kết ngày 25 – 8 – 1883, công nhận nền bảo hộ Pháp trên toàn cõi Việt Nam, khởi đầu cho sự nô lệ của thực dân Pháp đối với người dân Việt Nam nói chung và Hương Thủy nói riêng.
Phản ứng với bản hiệp ước Harmand, phái chủ chiến đã phản đối gay gắt chủ trương của vua Hiệp Hòa, dân chúng thì lên án. Sách “Đại Nam thực lục”, khi nói về vấn đề này đã cho biết: “Lúc bấy giờ thân hào, xã dân ở Thừa Thiên, Quảng Trị cùng nhau đoàn kết, chiêu mộ dân dũng”, chuẩn bị lực lượng tự mình chống Pháp. Sau những động thái củng cố quyền lực và sự chi phối triều đình, phái chủ chiến do Tôn Thất Thuyết và Nguyễn Văn Tường đứng đầu đã phế vua Hiệp Hòa và đưa hoàng tử Ưng Đăng lên ngôi, lấy niên hiệu là Kiến Phúc, ngày 02 – 12 – 1883. Phong trào kháng Pháp ở Huế bước sang giai đoạn mới.
Vua Kiến Phúc lên ngôi, triều đình Huế thực hiện một số biện pháp củng cố chính quyền và quân sự. Triều đình luận tội những người cầm quân chống Pháp thiếu tích cực hoặc thất trận, nhằm làm gương cho những kẻ có tư tưởng đầu hàng giặc; trừng trị những phần tử có chủ trương đầu hàng; bổ dụng những quan lại chủ chiến vào các chức vụ quan trọng; tổ chức các ân khoa thi hương võ nhằm kén chọn người giỏi võ nghệ bổ sung cho quân đội; chiêu dụ các quan về hưu hoặc ở ẩn ra giúp nước; củng cố và xây dựng hệ thống sơn phòng ở trung du, miền núi … Những chính sách đó đã có tác động mạnh mẽ đối với phong trào kháng Pháp ở Huế và phụ cận, cũng như các tỉnh miền Trung, miền Bắc.
Sau những thỏa hiệp và thương thuyết, hòa ước Giáp Thân 1884, hay còn gọi là hiệp ước Patenôtre, đã được ký kết giữa thực dân Pháp và triều đình Huế, nước Đại Nam chịu nhận sự bảo trợ của nước Pháp, đánh dấu sự thống trị của thực dân Pháp ở nước ta, giai đoạn độc lập của triều đình Huế sắp đến hồi kết thúc. Nhân dân Hương Thủy cũng chịu chung ách đô hộ của thực dân Pháp. Tuy nhiên, ở cạnh kinh thành, những biến động của triều đình đều tác động đến đời sống nhân dân Hương Thủy.
Tác động của phe chủ chiến đến công cuộc kháng Pháp đang tích cực thì vua Kiến Phúc đột ngột qua đời ngày 31 – 7 – 1884. Vua Hàm Nghi lên ngôi. Hình ảnh vị vua trẻ tuổi đầy cứng rắn trong việc tiếp xúc với người Pháp đã có ảnh hưởng đến nhân dân cả nước. Vì thế, những sự kiện sau đó đã khiến cho nhân dân Hương Thủy hưởng ứng mạnh mẽ.
Các chủ trương và hành động của phe chủ chiến của triều đình Huế đã gây ra sự tức giận của giới sĩ quan và đại diện Pháp tại Huế. Chúng liên tục thực hiện những hành động khiêu khích, thực hiện các biện pháp nhằm trừ khử lãnh đạo phe chủ chiến. Trước tình hình đó, 1 giờ sáng ngày 5 – 7 – 1885, tức ngày 23 – 5 Ất Dậu, Tôn Thất Thuyết ra lệnh tấn công đồn Mang Cá và khu Sứ quán Pháp ở bờ Nam sông Hương. Sau đó, quân Pháp phản công, quân ta thất bại, Hoàng thành thất thủ, số người chết của ta gồm quân và dân gần 10 ngàn người. Nền độc lập dân tộc kết thúc, Thừa Thiên nói chung và Hương Thủy nói riêng đã chính thức nằm dưới họng súng quân thù.
Tuy nhiên, sự nỗ lực của phái chủ chiến đã thổi bùng ngọn lửa đấu tranh của nhân dân cả nước cũng như nhân dân Thừa Thiên, Hương Thủy. Nhân dân Thừa Thiên, Hương Thủy tạm khép lại trang sử chiến đáu hào hùng bảo vệ kinh đô, quê hương, đất nước để bước vào giai đoạn bi thương nhưng không kém phần anh dũng: tiếp tục đấu tranh nhằm lật đổ hoàn toàn nền thống trị thực dân Pháp và chính quyền phong kiến, giành lại nền độc lập – tự do cho Tổ quốc.