Phạm Ngọc Thảo sinh năm 1922 tại Long Xuyên, trong một gia đình đại điền chủ theo đạo Thiên Chúa. Anh em của ông đều học trường Tây và có danh tiếng (2 luật sư, 2 kỹ sư, 1 kiến trúc sư). Cha của ông là cụ Phạm Ngọc Thuần vào quốc tịch Pháp nên đặt tên cho con theo kiểu Tây, vì vậy ông Thảo có khai sinh tên là Albert Phạm Ngọc Thuần. Thời còn nhỏ ông học trường Charloup Laubat ở Sài gòn, rồi ra Hà Nội học trường Đại học Công chánh, năm 21 tuổi lấy bằng kỹ sư và về làm việc tại Sài Gòn. Với lý lịch như thế này thì ông Thảo thuộc giai cấp đại thù của Cọng sản. Chỉ cần 1 trong 4 món Trí, Phú, Địa, Hào là đủ để làm kẻ thù của chủ nghĩa Cọng sản nhưng ông Thảo có đủ 4 món.
Năm 1945 anh thứ Tư của Phạm Ngọc Thảo là Luật sư Gaston Phạm Ngọc Thuần (sau này đổi là Phạm Ngọc Hiền) tham gia kháng chiến chống Pháp, được bầu làm Chủ tịch Ủy ban Kháng chiến Nam Bộ năm 1948, cho nên ông Thảo cũng tham gia kháng chiến. Thời đó người ta không để ý tới chuyện Việt Minh là Cọng sản vì từ tháng 11 năm 1945 Hồ Chí Minh đã giải tán đảng Cọng sản Việt Nam.
Riêng tại Sài Gòn thì ngay từ ngày 2-9-1945 Ủy ban lãnh đạo cướp chính quyền của nhóm Cọng sản Trần Văn Giàu đã bị Hạ Bá Cang hạ bệ và bầu một Ủy ban khác gồm những người không phải là Cọng sản, do Luật sư Phạm Văn Bạch làm Chủ tịch, Giáo chủ Huỳnh Phú Sổ là Cố vấn. Anh em ông Thảo tham gia lực lượng kháng chiến do Tướng Nguyễn Bình chỉ huy mà không hề thắc mắc, bởi vì Tướng Bình là cán bộ lãnh đạo của Quốc dân Đảng.
Mới đầu ông Phạm Ngọc Thảo hoạt động trong ngành đặc vụ (điệp báo) của Việt Minh. Nhưng qua năm 1948 ông chuyển qua hoạt động thuần túy quân sự. Năm 1949 ông giữ chức Tiểu đoàn trưởng Tiểu đoàn 410/ Việt Minh Nam Kỳ. Đến năm 1951, theo lệnh của cố vấn La Quý Ba, Trung ương CSVN mở chiến dịch thanh lý Bộ đội Việt Minh (Tổng kiểm thảo). Đúng ra Phạm Ngọc Thảo đã bị loại bỏ theo tiêu chuẩn chọn cán bộ chỉ huy theo giai cấp của Mao Trạch Đông. Tuy nhiên tại Nam Kỳ Bí thư Xứ ủy Lê Đức Thọ không cho áp dụng tiêu chuẩn đó vì thực sự bộ đội Cọng sản Miền Nam không sinh hoạt theo lối Léninist và nhân dân Miền Nam thì không hề biết chuyện “kiểm thảo” hay “đấu tố”. Vì vậy mãi đến cuối năm 1952 Lê Duẩn từ chiến khu Việt Bắc vào Nam lãnh đạo thay cho Lê Đức Thọ, ông ra lệnh cho các vị chỉ huy quân đội tại Miền Nam ra Bắc để học tập chỉnh huấn. Phạm Ngọc Thảo theo phái đoàn ra Bắc vào đầu năm 1953, nhưng sau thời gian chỉnh huấn ở Thanh Hóa thì được bổ sung vào Trung đoàn 57, thuộc Đại đoàn 304 để chuẩn bị tham gia chiến dịch Điện Biên Phủ. Sau đó Thảo đã tham dự chiến trận Điện Biên Phủ từ ngày đầu tới ngày cuối.
Sau Hiệp định Genève, nhờ trình độ học vấn và khả năng nói tiếng Pháp qua công tác tiếp nhận tù binh Pháp tại Điện Biên Phủ, ông Thảo được CSVN chỉ định vào Ủy ban Quân sự kiểm soát đình chiến tại Nam Vang. Sang năm 1955 hết hạn trao trả và tập kết, Ủy ban kiểm soát đình chiến giải tán, ông trở về gia đình và quyết định giả từ Cọng sản. Sở dĩ ông quyết định giả từ Cọng sản vì trong thời gian học tập và chiến đấu ngoài Bắc ông có cái nhìn thực tế hơn về xuất thân của ông đối với chế độ Cọng sản. Ông đã thấy rõ ý nghĩa của cuộc Cách mạng cải cách ruộng đất đã được thực hiện tại Thanh Hóa như thế nào. Và dĩ nhiên không đời nào người ta chấp nhận thành phần giai cấp của ông cho nên ông không trông mong tiến thân trong một chế độ được xây dựng trên tinh thần hận thù giai cấp. May mắn là gia đình của ông không rơi vào cuộc Cách mạng cải cách ruộng đất như tại Miền Bắc
Là một người năng động và nhiều nhiệt tâm cho nên bản thân ông không thích ứng được với chế độ Cọng sản, một chế độ được xây dựng bằng tuyên truyền bịp bợm và lấy sự dọa nạt nhân dân làm căn bản. Vì vậy ông quyết định chia tay với tổ chức CSVN. Ông chưa hề vào ĐCS do vì ông là một người Thiên chúa giáo ( Nguyên tắc của các tổ chức Cọng sản là không được kết nạp vào Đảng những người theo đạo hoặc có xuất thân là con cái gia đình địa chủ; trong khi gia đình của cụ Phạm Ngọc Thuần thuộc loại đại địa chủ ). Còn đối với lương tâm của ông thì ông có đủ tri thức để hiểu rằng không nên chối Chúa để tiến thân, để ăn mày quyền lực, quyền lợi trong ĐCSVN. Vả lại, quyền lực và quyền lợi của ông trong ĐCSVN không có gì đáng giá, cao lắm chỉ là chức tiểu đoàn trưởng. So với quyền lợi của bản thân ông và gia đình ông đang có thì chức tiểu đoàn trưởng không đáng để ông phải hy sinh suốt cuộc đời mình để theo đuổi lý tưởng Cọng sản.
Cuối năm 1955 ông và vợ phải trải qua một thời gian trốn tránh vì bị chính quyền VNCH truy bắt về tội tham gia Việt Minh, cuối cùng ông trở về sinh sống với gia đình tại Vĩnh Long dưới sự bảo trợ của Đức cha Ngô Đình Thục; do nhờ thân tình có từ trước giữa Đức cha Thục với thân sinh của ông là cụ Phạm Ngọc Thuần . Ông sống bằng nghề dạy học tại một trường Trung học tư thục Công giáo.
Ngày 5-5-1956, ông được mời tham dự một buổi hội thảo của đảng Cần Lao do các cán bộ cao cấp của đảng là Nguyễn Hữu Phương, Huỳnh Văn Lang… tổ chức, dưới sự chứng kiến của Cố vấn Ngô Đình Thục. Trong buổi hội thảo ông đã bực mình với những phát biểu tràng giang đại hải không thực tế cho nên ông đã lên tiếng phát biểu sơ qua về kế sách bình định và an ninh quốc gia trong thời hậu chiến. Không ngờ lời phát biểu của ông đã gây kinh ngạc cho các lý thuyết gia của đảng Cần Lao. Thực ra trong ban lãnh đạo của đảng Cần Lao có nhiều lý thuyết gia chính trị xã hội học nhưng không có lý thuyết gia về chiến tranh nhân dân, tức là không có những chiến lược gia. Một chiến lược gia phải rành về tham mưu quân sự; rành về điều tra an ninh, tổ chức hoạt động tình báo, phản gián; rành về tổ chức vận động tuyên truyền cũng như phản tuyên truyền. Nhờ vậy mà thời đó ông Phạm Ngọc Thảo trở thành một chiến lược gia duy nhất mà quốc gia đang cần, cũng như Washington đang cần.
Mặc dầu kiến thức quân sự của ông không qua trường lớp, nhưng ông có kinh nghiệm hoạt động quân sự, nhất là du kích chiến; qua thời gian hoạt động đặc vụ (tình báo) và thời gian chỉ huy một tiểu đoàn kháng chiến quân. Và cũng trong thời gian này ông thu thập được kinh nghiệm đấu tranh chính trị bằng “tâm lý chiến” và “quần chúng chiến”. Tài năng cũng như nhiệt tâm nghiêm cứu của ông khiến ông trở thành một chiến lược gia xuất sắc đối với địa bàn nông thôn Miền Nam Việt Nam thời bấy giờ. Ngoài ông Thảo, còn có một cán bộ Việt Minh xuất sắc khác, đó là ông Trần Quốc Bửu, cựu Bí thư tỉnh ủy của CSVN. Tuy nhiên ông Bửu chỉ rành về vận động tuyên truyền cho nên được Tổng thống Ngô Đình Diệm cũng như CIA hỗ trợ lập ra Tổng Liên đoàn lao công Việt Nam.
Bản lĩnh của ông Thảo sớm được lãnh đạo đảng Cần Lao chú trọng, ông được mời về Sài Gòn với một công việc cạo giấy tại Ngân Hàng Quốc gia. Nhưng đó là công việc phụ để nuôi gia đình, còn công việc chính của ông là tiếp xúc với các nhà lập thuyết của của chế độ như ông Ngô Đình Diệm, Ngô Đình Nhu, Trần Kim Tuyến để nghiên cứu quốc sách. Ông thường viết bài phân tích quân sự đăng trên báo Bách Khoa của ông Huỳnh Văn Lang, Bí thư Liên kỳ của đảng Cần Lao. Vợ của ông Thảo cũng được sắp xếp làm chủ bút cho tờ báo Bách Khoa.
Năm 1958 Hà Nội cho phép 20 ngàn bộ đội Miền Nam tập kết được trở về Nam , những người này liên kết với những cán bộ nằm vùng được cài lại, lập nên những toán khủng bố khắp Miền Nam, chuyên đi chặt đầu mổ bụng những viên chức xã ấp hoặc các mật báo viên của chính quyền. Họ làm việc này không phải vì nhiệt huyết đấu tranh của con người Cọng sản, mà là để cho họ có thể tiếp tục được sống an toàn tại vùng nông thôn Miền Nam, trong khi chính quyền VNCH đã loại họ ra ngoài vòng pháp luật.
Tỉnh Vĩnh Long cũng rơi vào nạn đó; cho nên Đức cha Ngô Đình Thục (Giám Mục địa phận Vĩnh Long) yêu cầu Tồng thống Diệm cho ông Phạm Ngọc Thảo về Vĩnh Long để tổ chức tiêu diệt các toán khủng bố. Tổng thống chuyển ông Thảo sang Quân đội với cấp bậc đại úy, về làm Tỉnh đoàn trưởng Bảo an tỉnh Vĩnh Long (sau này Bảo an đổi thành lực lượng Địa phương quân ). Được hơn 1 năm lại đổi về làm Tỉnh đoàn trưởng Bào an tỉnh Thủ Dầu Một là tỉnh xảy ra nhiều vụ khủng bố nhất. Được gần 1 năm thì thăng cấp Thiếu tá, về làm Tùy viên đặc biệt Phủ Tổng thống. Chức vụ này có nghĩa là làm tham mưu Chính trị lẫn Quân sự cho Tổng thống Diệm, ông Cố vấn Ngô Đình Nhu và cả ông Giám đốc Sở nghiên cứu chính trị Trần Kim Tuyến. Đó là năm 1960, trong năm này chính quyền Sài Gòn lẫn Washington đang lo lắng trước hiểm họa nông dân nổi dậy ở vùng đồng bằng sông Cửu Long.
Đầu năm 1960 bà Nguyễn Thị Định phát động phong trào “Đồng khởi”, tổ chức biểu tình nổi dậy trên 3 quận thuộc tỉnh Kiến Hòa (Bến Tre). Vì vậy cuối năm Phạm Ngọc Thảo được thăng cấp Trung tá, về làm Tỉnh trưởng tỉnh Kiến Hòa để triệt hạ phong trào nổi dậy của bà Định. Cùng lúc này thì chiến lược gia người Anh là Robert Thompson cũng được Tổng thống Kennedy mời qua Việt Nam để lập nên quốc sách Ấp chiến lược.
Trong khi chương trình Ấp chiến lược tại các nơi không đạt được hiệu quả như mong muốn thì tại Kiến Hòa Trung tá Thảo ổn định được tình hình mặc dầu Kiến Hòa là hang ổ hoạt động của CSVN. Vì vậy năm 1962 theo sự thu xếp của CIA, Tổng thống Kennedy chuyển lời mời đích thân Trung tá Phạm Ngọc Thảo sang Hoa Kỳ “tham quan”. Nhưng cuộc tham quan này kéo dài tới nửa năm. Trong 3 tháng đầu ông tham quan về tổ chức quân sự của Hoa Kỳ, rồi 3 tháng sau tham quan về tổ chức kinh tế và hành chánh của Hoa Kỳ.
Chuyện một chiến lược gia đang chỉ huy ổn định an ninh tại một tỉnh sôi động nhất lại bỏ đi tham quan Hoa kỳ trong sáu tháng trời, mang theo vợ; thì không phải là tham quan, mà là đi học một khóa tình báo dành riêng cho những nhà nghiên cứu quân sự và chính trị. Trong thời gian nửa năm này, Trung tá Thảo một mặt tham mưu cho các chiến lược gia Hoa Kỳ về kế sách chống du kích chiến và chống nổi dậy. Một mặt ông cũng học hỏi và nghiên cứu về hệ thống tổ chức nông thôn tại Hoa Kỳ cũng như tại các nước đang phát triển để kiện toàn kế sách bình định tại nông thôn Việt Nam. Đây là chương trình mà sau này được gọi là “Kế hoạch bình định phát triển nông thôn” do CIA tổ chức và điều hành tại Việt Nam dưới tên gọi là Cơ quan CORDS.
Sau khi “học hỏi”xong, Trung tá Thảo và vợ được Chính phủ Anh mời tham quan Luân Đôn trước khi về nước. Đây cũng không phải là tham quan mà là “trao đổi” với các chuyên gia tình báo Anh, đặc biệt là chuyên gia chống du kích Robert Thompson.
Lúc vợ chồng Phạm Ngọc Thảo trở về nước thì tình trạng căng thẳng giữa Washington và anh em Tổng thống Diệm đã đến mức độ trầm trọng. Trước đó CIA đã muốn “lái” Sở nghiên cứu chính trị (cơ quan tình báo trung ương của VNCH) và ông Giám đốc Trần Kim Tuyến trở thành một chi nhánh của CIA tại Sài Gòn cho nên ông Ngô Đình Nhu đã lái ông Tuyến trở lại quỹ đạo của Phủ thổng thống. CIA phản ứng bằng cách cúp viện trợ cho Sở nghiên cứu chính trị, Tổng thống Diệm phải quyết định điều hành SNCCT bằng quỹ khai thác gỗ ở Tánh Linh và trích trong tiền lời “Sổ số kiến thiết”. ( Sau khi lật đổ Ngô Đình Diệm thì báo chi loan tin việc khai thác gỗ là cơ sở kinh tài của bà Ngô Đình Nhu và Đức cha Ngô Đình Thục).
Đến đầu năm 1963, khi CIA bắt đầu chiến dịch lật đổ Ngô Đình Diệm thì ông Trần Kim Tuyến bị nghi ngờ đã bị Mỹ mua chuộc cho nên bị cho ngồi chơi xơi nước. Và khi Phạm Ngọc Thảo trở về thì Tổng thống Diệm và ông Ngô Đình Nhu thừa biết Phạm Ngọc Thảo được mời sang Hoa Kỳ để làm gì cho nên ông Thảo bị liệt vào hạng như Trần Kim Tuyến, nghĩa là “người đã chạy theo Hoa Kỳ”. Vì vậy Phạm Ngọc Thảo được giao cho chức vụ Thanh tra Ấp chiến lược nhưng không có văn phòng và cũng chẳng có nhân viên.
Vài tháng sau, Phạm Ngọc Thảo cùng với Trần Thiện Khiêm, Trần Kim Tuyến, Huỳnh Văn Lang nghiên cứu lật đổ chế độ Ngô Đình Diệm (Hồi ký Huỳnh Văn Lang), nhưng sau đó Tướng Khiêm được CIA sắp xếp tổ chức hành động với các tướng Minh, Đôn, Đính. Còn ông Thảo hoạt động hỗ trợ cho Tướng Khiêm, giữ nhiệm vụ chỉ huy lực lượng Bảo an chiếm đài phát thanh và theo sát nhóm tướng lãnh để tìm cách bảo vệ tính mạng cho anh em ông Ngô Đình Diệm. Sáng ngày 2-11-1963 Trần Thiện Khiêm báo cho ông biết là anh em ông Diệm đang ở nhà Mã Tuyên, ông đến nhà Mã Tuyên thì anh em ông Diệm đã di chuyển tới nhà thờ Cha Tam cho nên ông luột mất cơ hội giữ được mạng sống cho ông Ngô Đình Diệm và Ngô Đình Nhu (Cao Thế Dung và Trần Kim Tuyến, Làm Thế Nào Để Giết Một Tổng thống).
Sau cuộc đảo chánh, Trung tá Phạm Ngọc Thảo được xếp vào phe Cần Lao, tức là phe trung thành với Tổng thống Ngô Đình Diệm cho nên các tướng đảo chánh tính chuyện bắt giam và đưa đi Côn Đảo. Biết được chuyện này, Chỉ huy trưởng lực lượng Hoa Kỳ tại Việt Nam là Charles Timmes đề nghị với Tướng Đôn cho Phạm Ngọc Thảo sang Hoa Kỳ học khóa Chỉ huy tham mưu để lánh nạn. Trung tá Phạm Ngọc Thảo được thăng cấp đại tá và lên đường. Việc thăng cấp chứng tỏ ông “được”sang Hoa Kỳ với tương lai nhiều hứa hẹn chứ không phải “bị” lưu vong. Lúc này Washington và Langley (Trung ương CIA) cần một chiến lược gia để tham khảo về kế sách bình định nông thôn miền NamViệt Nam. Tuy nhiên sau khi sang Hoa Kỳ ông Thảo không có thời gian rảnh để lập ra kế hoạch bình định nông thôn bởi vì ông Thảo và các chuyên gia Hoa Kỳ lại tiếp tục bù đầu về kế sách đối phó với sự rối loạn chính trị trong thời Nguyễn Khánh.
Đến tháng 8 năm 1964 thì Đại tá Phạm Ngọc Thảo được “phái” về Việt Nam sau vụ xé bỏ Hiến chương Vũng Tàu của Nguyễn Khánh. Lúc đó Nguyễn Khánh đã bị Washington mất tin tưởng và đang “căng” với Đại sứ Hoa Kỳ là Tướng Maxwell Taylor. Phạm Ngọc Thảo giữ chức vụ Giám đốc báo chí của Phủ Thủ tướng (Nguyễn Khánh). Tuy nhiên các lời phát ngôn của ông Giám đốc báo chí luôn luôn nghiêng về phía ông Đại sứ Hoa Kỳ và gây thất lợi cho Thủ tướng Khánh. Tướng Khánh biết là Đại tá Thảo đã làm việc theo chỉ đạo của Hoa Kỳ cho nên ông sắp xếp với Tướng Dương Văn Đức tổ chức một cuộc đảo chánh giả với yêu sách : (1) Không cho 5 tướng Đôn, Kim, Xuân, Đính, Vỹ trở lại quân đội. (2) Cần phải có Chính phủ mạnh. (3) Trục xuất Phạm Ngọc Thảo ra khỏi nước (Hồi ký Trần Văn Đôn, trang 316). Rõ ràng đây là những yêu sách có lợi cho Nguyễn Khánh chứ không có lợi gì cho nhóm đảo chánh. Chứng tỏ Tướng Khánh chính là tác giả của màn kịch. Riêng yêu sách trục xuất Phạm Ngọc Thảo cho thấy Tướng Khánh sợ bị Hoa Kỳ lật đổ qua bàn tay của hai điệp viên CIA Trần Thiện Khiêm và Phạm Ngọc Thảo.
Sau cuộc đảo chánh giả với tên gọi là “Biểu dương lực lượng”, và sau cuộc điều đình giữa Tướng Khánh với ông Sullivan và Tướng Stiwell của Hoa Kỳ, Tướng Khánh thỏa thuận sẽ từ bỏ quyền lực, giao chính quyền lại cho một chính phủ dân sự. Để đổi lại, Tướng Khiêm, Tướng Minh và Đại tá Thảo phải lưu vong. Ngày 7-10-1964 Đại tá Thảo theo Tướng Khiêm nhận nhiệm sở Đại sứ VNCH tại Washington với chức vụ Tùy viên báo chí của Tòa đại sứ VNCH tại Hoa Kỳ.
Nhưng ông Thảo và ông Khiêm không qua Washington để làm công việc ngoại giao, mà để tham mưu cố vấn cho Tòa Bạch Ốc về cách gải quyết tình trạng rối ren do Nguyễn Khánh gây ra. Ngoài ra Phạm Ngọc Thảo còn có một nhiệm vụ khác đối với CIA, đó là mở một đường giây tiếp xúc mật với Mặt trận Giải phóng Miền Nam qua người anh của Phạm Ngọc Thảo là Phạm Ngọc Hiền (Gaston Phạm Ngọc Thuần) đang làm đại sứ của CSVN tại Đông Đức. Tuy nhiên công việc này không thành vì ông Hiền từ chối.
( Sau này trong một cuộc trả lời phỏng vấn của báo Tuồi Trẻ năm 2005, ông Võ Văn Kiệt, Ủy viên Bộ chính trị, xác nhận trong thời kỳ này ông có liên lạc với Phạm Ngọc Thảo, và khi nghe tin Phạm Ngọc Thảo bị bắt buộc phải sống trốn tránh thì ông định cho người đi tìm nhưng chưa kịp thì nghe tin Phạm Ngọc Thảo đã bị giết. Và cuốn tiểu thuyết “Ván bài lật ngữa” của ông Trần Bạch Đằng, Thường vụ Trung ương cục Miền Nam, cũng đề cập một cách bán chính thức rằng ông Thảo là người bắt liên lạc giữa CIA và Mặt trận Giải phóng Miền Nam. Sở dĩ ông Kiệt và ông Đằng loan tin như vậy là để hợp thức hóa chuyện hai ông đã liên lạc với CIA trong thời chiến tranh và gán cho Đại tá Thảo trở thành điệp viên của CSVN, nhận nhiệm vụ tiếp xúc với CIA. Trong khi sự thực ông Thảo là điệp viên của CIA nhận nhiệm vụ tiếp xúc với MTGPMN.
Ông Thảo không đủ tiêu chuẩn căn bản để làm một điệp viên cao cấp của CS bởi vì ông xuất thân giai cấp đại phản động, hoàn toàn không có lòng căm thù giai cấp; thì không thể nào đủ nhiệt tâm và đủ kiên trì để miệt mài chịu đựng mọi bất trắc và nguy hiểm hoặc sẵn sàng hy sinh mạng sống cho giai cấp vô sản. Trong khi theo nguyên tắc tổ chức tình báo, các điệp viên cao cấp của CS bắt buộc phải biết rõ về nội tình của Trung ương Đảng cũng như các thông tin mật của các cấp Ủy trong địa bàn hoạt động. Dĩ nhiên CSVN không dại gì giao những việc tối quan trọng như vậy cho một người có xuất thân như Phạm Ngọc Thảo ).
Tháng 2 năm 1964 tình hình Việt Nam lại rối ren do vì Nguyễn Khánh đã bỏ qua lời khuyến cáo của Đại sứ Taylor mà bắt giam Thượng hội đồng Quốc gia và Tướng Đỗ Mậu. Lại còn buộc Chính phủ Hoa Kỳ phải triệu hồi Đại sứ Maxwell Taylor. Một lần nữa Đại tá Phạm Ngọc Thảo về nước nhưng ông đi âm thầm, Đại sứ Trần Thiện Khiêm không thông báo cho Sài Gòn biết chuyến trở về của ông Đại tá Tùy viên báo chí, cũng như không thông báo cho Bộ ngoại giao Hoa Kỳ.
Khi được Lãnh sự quán của VNCH tại Hồng Kông cho biết Đại tá Thảo đang trên đường về nước thì Tướng Khánh ra lệnh chận bắt tại phi trường Tân Sơn Nhất nhưng đã muộn. Mặc dầu cơ quan an ninh của Tướng Khánh không biết chuyến trở về của Đại tá Thảo nhưng do sự sắp đặt của CIA, một số phóng viên báo chí ngoại quốc đã nhận được tin và chụp hình, phỏng vấn Đại tá Thảo ngay khi ông vừa bước xuống máy bay với cặp kiếng đen che gần hết khuôn mặt. Tướng Khánh càng tin chắc rằng đây là một lời đe dọa từ phía Hoa Kỳ đối với những lời tuyên bố bài Mỹ của ông ta.
Hồi ký của Tướng Đỗ Mậu :
“Ngày 19-2-65, Đại tá Phạm Ngọc Thảo (Thiên Chúa giáo) kéo một lực lượng bộ binh và chiến xa về Sài Gòn chiếm đóng trại Lê Văn Duyệt, Đài phát thanh và bến Bạch Đằng… Các tướng lãnh họp ở phi trường Tân Sơn Nhất, Tướng Kỳ bay trên thủ đô quan sát tình hình và ra lệnh cho quân đội nổi dậy phải rút lui, nếu không sẽ bị ném bom… Tướng Nguyễn Chánh Thi từ Huế vào Sài Gòn đảm nhiệm chức Tư lệnh Giải phóng thủ đô, tái chiếm các cơ sở bị quân của Phạm Ngọc Thảo chiếm hôm qua. Ra lệnh cho Đại tá Thảo và 13 sĩ quan khác phải trình diện trong 24 giờ nhưng Thảo và một số sĩ quan cùng những nhân vật Thiên Chúa giáo đều đã bỏ trốn… Ngày 22-2 Tướng Khánh được bổ nhiệm chức Đại sứ lưu động và Trung tá Phạm Văn Liễu (bạn thân của các tướng Thiệu, Thi và Kỳ) được cử giữ chức Tổng giám đốc Cảnh sát quốc gia”. (trang 692-693).
Khi Đại tá Thảo bắt đầu cuộc đảo chánh ở Sài Gòn thì tại Washington Tướng Trần Thiện Khiêm tuyên bố với báo chí rằng ông ủng hộ cuộc lật đổ Nguyễn Khánh và ông lên máy bay về Việt Nam; nhưng khi đến Phi Luật Tân thì nghe tin cuộc đảo chánh không thành nên ông quay trở lại Hoa Kỳ. Điều này chứng minh việc làm của ông Đại sứ Khiêm và ông Tùy viên Thảo đều có sự thuận ý của Washington.
Trong 3 tháng trốn tránh, Đại tá Thảo lại liên lạc với các tướng tá như Cao Hảo Hớn, Bùi Dzinh, Đỗ Văn Diễn, Nhan Minh Trang, Dương Hiếu Nghĩa, Huỳnh Văn Tồn… âm mưu làm đảo chánh một lần nữa vào ngày 20-5-1965 để đưa Tướng Minh và Tướng Khiêm trở về sau khi Tướng Nguyễn Khánh đã lưu vong. Tuy nhiên quyền lực của quốc gia vào thời đó tập trung trong tay của một nhóm tướng trẻ, cầm đầu là các tướng Nguyễn Văn Thiệu, Nguyễn Cao Kỳ, Nguyễn Chánh Thi và Chung Tấn Cang. Thời gian đó các tướng trẻ đang bất mãn thái độ chủ nhân ông của Đại sứ Maxwell Taylor, họ nghi rằng Taylor sử dụng Đại tá Thảo làm đảo chánh để thực hiện chính sách riêng của Hoa Kỳ. Thế là các tướng trẻ quyết định bắt 17 sĩ quan đang âm mưu đảo chánh và truy lùng Phạm Ngọc Thảo để thanh toán. Công việc truy lùng và thanh toán Phạm Ngọc Thảo được giao cho Giám đốc Tổng nha cảnh sát quốc gia là Trung tá Phạm Văn Liễu và Giám đốc Nha An ninh quân đội là Đại tá Nguyễn Ngọc Loan. Ông Liễu là đàn em thân tín của Tướng Nguyễn Chánh Thi và ông Loan là đàn em thân tín của Tướng Kỳ.
Sau đó nhóm tướng trẻ họp Tòa án Quân sự mặt trận, tuyên án Tử hình khiếm diện các Đại tá Phạm Ngọc Thảo, Huỳnh Văn Tồn, Nhan Minh Trang và Trung tá Dương Hiếu Nghĩa. Nhưng các ông Tồn, Trang, Nghĩa được ông trùm cảnh sát Phạm Văn Liễu nuôi trong nhà riêng của ông, mấy tháng sau thì được miễn tố, trả tự do (Hồi ký của Đại tá Phạm Văn Liễu). Còn Đại tá Thảo cùng Đại tá Bùi Dzinh và Đại tá Đỗ Văn Diễn cùng trốn lánh trong một làng Công giáo ở Hố Nai, nghĩ rằng tạm lánh một thời gian cho mọi việc lắng xuống thì ra mặt trở lại. Không ngờ Cảnh sát đặc biệt của Trung tá Phạm Văn Liễu biết được chỗ trú của các ông nên tổ chức bắt. Đại tá Dzinh và Đại tá Diễn được đưa về Sài Gòn an toàn và sau đó được miễn truy cứu; riêng Đại tá Thảo bị giết trên đường giải về Sài Gòn.
Phạm Ngọc Thảo bị giết vì các tướng trẻ nghi ông làm việc cho Hoa Kỳ. Trong khi lại cho rằng Hoa Kỳ đã can thiệp quá đáng vào nội tình của quốc gia Việt Nam. Cái chết của Đại tá Thảo là một lời nhắn của nhóm tướng trẻ đối với sự can thiệp của Hoa Kỳ. Không biết bao nhiêu tướng tá quyết định khử ông Thảo, nhưng có 5 người chắc chắn nhúng tay vào, đó là các ông Nguyễn Văn Thiệu, Nguyễn Cao Kỳ, Nguyễn Chánh Thi, Nguyễn Ngọc Loan và Phạm Văn Liễu.
