1872年8月，袁廷蛟為眾人出頭同舅父李經良一起上京告狀，然而誤投到北京步軍統領衙門，被押送成都訓辦。四川提督吳棠不問青紅皂白竟給李、袁二人扣上“違例上控”的罪名，將李經良杖責一百大板，戴枷示眾一月，袁廷蛟減一等，杖責九十，戴枷示眾二十五天，交由地方官發落。
第一次告狀失敗，袁廷蛟受此侮辱非但鬥志不減，反而更加堅定了決心，等待時機，定要為人民伸冤訴屈。光緒元年（公元1875年）五月十九日，他率鄉民七、八百人高舉“糧清民安”大旗駐紮東鄉縣城河南岸觀音岩向縣令提出減糧稅、算糧賬。不數日附近鄉民徐徐回響逐步增至二三千人，沸沸揚揚，聲勢浩大。
本來袁廷蛟為要求地方官員當眾算清糧賬，減免不按朝廷規定數額任意加征的部份，這個行動完全是合情、合理、合法的，並不是藉機造反。然而縣令孫定楊卻火急稟告上司請兵說成是鄉民聚眾鬧事。綏定知府易蔭芝，於是親自帶兵來到東鄉。
易蔭芝到東鄉見到民怨沸騰，群情激憤，恐操之過急，激起民變乃密謀用計誘捕袁廷蛟等農民領袖。於是派人與袁協商許願明年按袁的要求，以錢二千五百文完糧一兩，然後叫民眾派代表赴綏定府核算曆年糧賬。
經大家協商，袁廷蛟派鄧洪熙等八名代表到綏定府對質算賬。但到知府後代表遭扣押，官府以此要挾；袁廷蛟得此訊息後帶鄉民數千人到知府衙門，要求釋放八名代表。
知府易蔭芝害怕民眾激而生變，被迫暫時釋放八名代表。袁廷蛟率領鄉民繼續駐紮觀音岩不達算清糧稅目的，絕不收兵；東鄉知縣孫定楊再次擴大事實上報東鄉袁廷蛟聚眾謀反，這樣一來綏定知府易蔭芝派兵到東鄉，並上報到成都請兵，四川總督文恪以東鄉為白蓮教首義之區，稱東鄉是不服王代的“盜匪淵藪”，決定派兵鎮壓以避免“白蓮教”式的農民起義又一次在東鄉爆發，於是命提督李有恆帶兵四千五百到東鄉駐剿，起初總兵謝思友到東鄉後尚能調查實情並未擅自剿殺，並將實際情況向李有恆反映，然而想用百姓鮮血染紅其頂子的李有恆拒不採納，於是比較廉正的謝思友和川北游擊金德成各率所部離開東鄉回歸原處。
1876年三月初三，駐官渡場李部前營官兵，估取食物又逼奸趙姓婦人，捕去王英祥，殺死其岳父郭某，數百鄉民會聚場後大梁子要求釋放王英祥。下午，清軍抄襲，人群逃散。當晚，清兵燒毀高磴子、王家坪、廖家山等處民房數十間。於是，鄉民紛紛扎洞紮寨以圖自保。李有恆、雷玉春以搜尋袁廷蛟為名，率數千武裝兵勇，在普光、黃金、廠溪、官渡、蝦耙口、南壩場等鄉數十洞寨，“將一村一寨不分善惡、男婦、老幼而盡殺之”，“舉無數無辜之老弱婦孺而屠戮之”，至四月十七日，燒毀民房千餘間，殺戮一千數百餘名手無寸鐵的男女老孺，血流中河，染紅一江清水，史稱“東鄉血案”。
清軍開剿的當晚，袁廷蛟及其子袁能柏一同從清兵的天羅地網中捨命而逃，幾經周折到達北京，在達縣籍時任浙江、廣東、廣西監察御史的吳鎮支持下，由吳鎮向朝廷奏報“東鄉血案”真象。
光緒帝降旨“令文恪一併查奏”，代理四川總督文恪卻極力為李有恆辯護，奏稱袁廷蛟煽動鄉民叛逆朝廷與清兵對抗……文恪奏摺前後矛盾不能自圓其說，朝廷下旨將綏定知府易蔭芝降職，將袁廷蛟從北京押回四川，總督李翰章（李鴻章之兄）和文恪共理此案。由於“東鄉血案”震動全國影響極大，一些正直的京官，如：吳鎮、李廷蕭等接連上奏朝廷指出文恪的奏疏疑點甚多，矛盾百出。李廷蕭等奏章邏輯嚴密，論證清晰，頗有說服力，垂簾聽政的慈禧太后為之心動。
狡猾的文恪在奏疏中卻把錯殺東鄉人民的責任推在原總督吳棠的身上，妄想以吳棠與慈禧之間的關係為提督李有恆開脫罪責。文恪惴知慈禧太后勢必袒護吳棠，則自己亦必受護屢在奏章上持吳棠有“非示以兵威無以資震撫”之說，想以吳棠這個死人為自己代過。
事隔一年，即光緒2年（1876）秋，朝廷調湖廣總督李翰章督川，尚未辦好交接手續，光緒三年（1877）正月清廷忽又調李翰章回湖廣任上，文恪調離四川任山東巡撫，原山東巡撫丁寶禎改調任四川總督。
原來是文恪重金賄賂太后身邊親信活動與丁寶禎對調以使雙方都在新的任所為各自的原任的弊端進行互相迴避。丁寶禎督川後對“東鄉血案”基本上維持文恪觀點而上報朝廷。慈禧以“此案重大，人命攸關，朕亦何敢專之，其下部議，仰六部九卿道員各公同審查，以昭平允，而成信讞。”
但各有關衙門官員大多數不敢贊同丁寶禎觀點，不予在有關文字上畫押，而且滿朝文武對“東鄉血案”議論紛紛，轟動朝野。於是，翰林院侍講學士張佩綸（李翰章女婿）等官員奏請再次複查，慈禧又命兩江總督李宗羲前往東鄉私查暗訪。
李宗羲，開縣人，素有清名，因阻慈禧不顧國力修造圓明園未獲採納而託病在家養病。因諫對“東鄉血案”早有所聞，接旨後立即派次子悄悄入東鄉暗訪。次子在縣城文昌宮與王道士結識，王將“東鄉血案”真象原原本本地告訴了他，李宗羲次子回開縣稟告了父親。
光緒四年（1878）四月李宗羲帶隨從一名借到東鄉黃金口省親為名繼續複查此案，掌握了確鑿證據認定“東鄉血案”確係全國特大冤案。但此案若揭露必得罪一批權勢顯赫的大員。通過激烈的思想鬥爭，正直的清官--兩江總督李宗羲終於下定決心不顧丟官殺頭的危險，冒著炎炎烈日將調查到的實情秉筆直書奏達朝廷。
慈禧準奏以“丁寶禎輕縱案犯，降為四品頂子，仍署四川總督以觀後效。”
然已經收監待罪的四川提督李有恆之母到北京，為李有恆喊冤，誣指李宗羲與袁廷蛟等有親誼關係，其子收受袁黨賄賂……等，妄圖混淆視聽。清廷又令四川將軍恆訓、四川總督丁寶禎複查據奏。
當此玄黃未定，密雲不雨的時刻，慈禧又接四川學政張之洞奏稱綏定府所屬全體考生（秀才）在試卷上書訴“東鄉血案”真象與李宗羲所奏冤情相符，奏請朝廷早日平反懲辦元兇，經平民憤。五個月後，光緒五年（1879）十月初十，慈禧太后命刑部將此案平反昭雪，判決中，“袁廷蛟引賊劫掠，罪犯應斬；惟釁起鬧糧仇斗，並非叛逆，眾寨民自非叛黨”；並將參與的大員發配苦役或充軍邊疆。
同時還對文恪、丁寶禎等大員均有懲罰。丁寶禎恐袁廷蛟翻供或拖延遭赦減等，遂於光緒五年十一月在成都獄中暗殺袁廷蛟並毒死其子袁能柏達到殺人滅口，挖根斷苗的目的。
“東鄉血案”歷時數載，歷經磨難，雖經平反，然而其農民領袖仍被斬殺。可見其封建統治階級對袁廷蛟是多么可怕，他們怕東鄉再出現“白蓮教起義”，推翻他們的封建統治，提到“東鄉”，清政府就心有餘悸，所以對這位敢於為民出頭的代表人物袁廷蛟下此毒手。袁廷蛟為大多數人民犧牲了，但是他們這種反抗封建統治的精神卻在人民心中留芳千古。
