Phong trào Cần Vương thất bại do nhiều nguyên nhân xuất phát từ cả phía nội tại và khách quan. Trước hết, lực lượng lãnh đạo chủ yếu là các sĩ phu phong kiến, có tư tưởng trung quân và gắn bó với chế độ quân chủ phong kiến. Họ chủ trương lấy vua làm trung tâm, kêu gọi trung thành với triều đình nhà Nguyễn, trong khi bản thân triều đình lại yếu ớt, rệu rã, không đủ năng lực đối đầu với thực dân Pháp. Chính sự thụ động và thiếu liên kết giữa các thủ lĩnh, cùng lệ thuộc vào hình mẫu cũ của xã hội khi vận động kháng chiến đã hạn chế hiệu quả của phong trào.

Mặt khác, về phía tổ chức và lực lượng, phong trào Cần Vương chủ yếu là những cuộc nổi dậy lẻ tẻ, phân tán ở các địa phương, thiếu một tổ chức thống nhất trên phạm vi toàn quốc để phối hợp hành động. Các thủ lĩnh địa phương thường hoạt động độc lập, không tạo thành sức mạnh tổng hợp trước đối phương mạnh về cả quân sự lẫn kỹ thuật. Ngoài ra, trang bị vũ khí lạc hậu, hậu cần hạn chế, phần lớn dựa vào người dân nên dễ bị thực dân Pháp đàn áp, dập tắt. Việc không phát triển được các tầng lớp xã hội mới và chưa có chủ trương đoàn kết quần chúng rộng rãi cũng khiến phong trào khó mở rộng, duy trì lâu dài.

Tuy nhiên, nguyên nhân thất bại quan trọng và mang tính quyết định vẫn là sự chênh lệch về tiềm lực quân sự giữa phong trào Cần Vương và thực dân Pháp. Pháp có ưu thế về vũ trang, kinh tế, đồng thời nhận được sự hỗ trợ từ các thế lực bên ngoài, trong khi các nghĩa quân Việt Nam chỉ dựa vào số lượng binh lính ít ỏi với khả năng chiến đấu còn hạn chế. Bên cạnh đó, việc chống lại thực dân Pháp trong điều kiện đất nước chưa được thống nhất, xã hội còn nhiều mâu thuẫn nội bộ, đã làm cho phong trào nhanh chóng bị dập tắt chỉ sau hơn mười năm, để lại bài học kinh nghiệm quý giá cho các phong trào yêu nước sau này.