光武十年（1906年）6月4日，崔益铉与林秉瓒、林乐、崔济学、高石镇等80多名文人在全罗北道泰仁的武城书院举义，他们还发布起义檄文《倡义讨贼疏》，声讨日本罪行，号召人民起来斗争：

　　“我有邻国，而不能自交，使他人代交，则是无国也；我有土地人民，而不能自监，使他人代监，则是无君也。无国无君，则凡我三千里人民皆奴隶耳，臣妾耳。夫为人奴隶，为人臣妾，则生已不如死……噫！彼日本之贼，实我百世之仇敌，……鱼肉我众庶，掘毁我冢宅，占夺我田地，凡系我民命之资，孰非彼掌握之物？……去年十月之所为，实是万古之未有。一夜间，勒纸片印，五百年宗社遂亡。……凡我宗室、大臣、公卿、文武、士农、工贾、吏胥，修我戈矛，一乃心力，殄灭逆党，食其肉而寝其皮；歼剿仇夷，绝其种而捣其穴，无往不复。措国势于泰磐，转危为安；拯人类于涂炭，所恃师直。”他们还发表了号召动员的告示《布告八道士民》和分为16条的名为《寄日本政府》的义举疏略，提出要进兵北上汉城与日本统监伊藤博文谈判。之后崔益铉在淳昌结集450人的义兵队伍，自任义兵大将。崔益铉带领的起义队伍作战英勇，多次打败日军，直逼全罗道首府全州城，义兵队伍也发展到近千人。被日本控制的韩国政府先派人招降，许以高官厚禄，但崔益铉不为所动，严词拒绝；接着韩国政府派遣大军前往全州，准备镇压崔益铉的义兵。崔益铉在交战的过程中得知这是政府军（镇卫队），认为不应同胞相残，便致书镇卫队统帅韩镇昌，对其晓之以理动之以情，请其退兵以避免自我残杀。谁料韩镇昌不但不退兵，反而利用崔益铉的天真和麻痹袭击包围义兵，结果崔益铉的义兵队伍猝不及防，阵脚大乱，义兵将领郑时海阵亡，崔益铉和林秉瓒等人当场被俘，押往汉城。崔益铉的义兵队伍就这样昙花一现，很快就被镇压了。

　　崔益铉在被俘后，再一次表现他的民族气节。他在被押送汉城的途中，一直吟诵着屈原的《离骚》和诸葛亮的《出师表》，以抒发他的愤懑失意和壮志未酬。由于崔益铉名望很高，所以统监府没有将他判处死刑。8月，崔益铉等人被判流放对马岛，并监禁在严原卫戍营里。崔益铉见自己身陷囹圄，加之年事已高，因此对亡国在即而自己却报国无门感到十分痛苦。他对一起被流放的林秉瓒说：“八十非从戎之年，然吾所以如此者，图所以取大义于天下。”这句话既充分体现了他的爱国之心，又表现了他对独立自由的渴求。在被囚禁在异国他乡的痛苦和煎熬中，崔益铉选择了以死明志。光武十年（1906年）12月30日，崔益铉绝食而死，并留下绝命诗一首：

　　起瞻北斗拜琼楼，白首蛮衫愤涕流。

　　万死不贪秦富贵，一生长读鲁春秋。