武昌起义爆发后，在浙江陆军小学任教的陈独秀起草了多篇革命檄文，到处张贴。其中一篇被光复会陆军小学队长周亚卫和排长高文蔚张贴在城内鼓楼的门旁，“省垣官吏闻之悚然”。
“二次革命”爆发后，安徽都督柏文蔚宠信的部下胡万泰叛变，率兵攻打都督府，柏被迫离皖，逃至南京，任都督府秘书长的陈独秀则逃亡到芜湖。芜湖驻军龚振鹏在芜湖每日枪决民众，杀人无度，陈独秀十分愤怒，和师长袁家声闯进龚的指挥部，痛斥其非。龚振鹏下令将陈独秀、袁家声绑了起来，并威胁要毙了陈独秀。陈从容催促道：“要枪决就快点罢！”旅长张子刚得知消息后，连忙带领手枪卫士前去营救。刘文典等人则速派人送信给在南京的柏文蔚，请他火速前来营救。柏忙到芜湖，与龚握手言和，陈独秀方始得救。
“二次革命”失败后，安徽督军倪嗣冲指派统领马联甲带人查抄陈家。当时，陈独秀嗣父陈衍庶去世不过百日，棺木还暂厝在家中，嗣母谢氏时正患病，遭此变故，病情愈发严重。陈独秀长子延年、次子乔年兄弟跳墙逃走。马联甲抢掠走陈昔凡的古玩字画，并将陈独秀的侄子陈永年带走。后来发现陈永年确系陈独秀侄子，才释放了陈永年。是年10月21日，倪嗣冲发出通告，通缉“二次革命”皖省重要革命党人，陈独秀冠之榜首。在上海避祸的陈独秀听说后，愤愤说道：“以我之气，恨不得食其人。”
从政
1911年底，陈独秀受安徽新任都督孙毓筠邀请，回到安庆，担任都督府秘书长。陈认为，推翻清政府不过是革命的第一步——破坏，今后建设之事更重要。但他性情急躁，常为改革之事与人发生口角，每逢开会，会场上只听他一人发言，并且总是坚持己见。同事皆认为其过激。管理文书的张啸岑劝他：“莫坚持己见。”但陈听不进去：“改革不大刀阔斧，不提高人民生活，和旧官僚有什么两样？”
某日开会，孙毓筠如同往常，闭目养神，陈独秀则滔滔不绝，每问一句，孙就“哼”一声，不问则不鸣。散会后，陈问孙：“为何话少？”孙皱眉头道：“仲甫，宣统已宣布退位，中华民国临时政府成立了，革命已经胜利，我们可松一口气，凡事不可太性急，已有人在我面前说你了。”陈独秀说：“说我事小，我倒认为推翻清朝，事属破坏，今后建设事更多，应利用手中的政权，多干些事。”孙叹道：“别人说你，好马不吃回头草，果然不假，性子太烈，只怕众口难调。”由于得不到孙毓筠的支持，上任不久的陈独秀负气辞职，去新恢复的安徽高等学校任教了。
陈独秀之后经历了几次宦海沉浮：1912年5月，孙毓筠赴北京任袁世凯的高级顾问，陈独秀便劝柏文蔚接任安徽都督。柏应允，但条件是陈须担任都督府秘书长，于是陈便从安徽高等学校辞职，再次上任。陈独秀辅助柏文蔚尽心尽力，柏对陈亦言计必从。之后，陈因家事辞职，回到安徽高等学校任教。不久，安徽高等学校闹学潮，目标指向陈独秀，加上陈与校长马其昶在教育问题上矛盾重重，陈于是第三次回到都督府任秘书长。次年6月，袁世凯免去柏文蔚都督职务，改任命孙多森为安徽都督。次日，陈独秀即辞职。
1912年年底，汪孟邹去安庆见柏文蔚和陈独秀，友人说汪应该出来做点事，“做知县去，一宣城，二南陵，三太平”，有的说：“不如拿一个税局。”陈独秀听后，瞪着眼睛对汪道：“做什么！这里是长局吗？马上会变的。回去，回去，你还是回到芜湖，卖你的铅笔、墨水、练习簿的好。我来和烈武说，要他帮一点忙，凑些股子，你还是到上海去开一个书局的好。”1913年春，由汪孟邹任经理的亚东图书馆在上海成立。后来，亚东在上海印刷出版了许多新书，成为“五四”时期传播新文化的一个重要阵地。
1920年，陈炯明致电陈独秀，请他来广州办教育。陈独秀向陈炯明提出任教育委员长的三个条件：“教育独立，不受行政干涉；以广东全省收入十分之一拨作教育经费，以及行政措施与教育所提倡的学说作统一趋势。”陈炯明一口答应，陈独秀遂放下共产党党务赴粤。其时，广州政府的内阁成员为：孙中山（内务部长）、唐继尧（交通部长）、徐谦（司法部长）、伍廷芳（外交部长）、陈独秀（教育部长）、陈炯明（陆军部长）、李烈钧（参谋部长）。除了共产党陈独秀和无党派李烈钧，其他都是国民党员。
陈独秀在广东省立女子师范学校、广东女界联合会发表了一场演讲。陈说，中国的家庭，家姑压迫媳妇，小姑压迫嫂嫂等事情非常之多，女子在未婚时服从父母，既婚之后，服从丈夫，丈夫死了，还要服从所生的孩子，都是不正当的人生。演讲结束后，广州发起了一场轰轰烈烈的驱陈运动。3月8日，政学会机关报上海《中华新报》载文：陈独秀“开章明义即言废德仇孝，每天各校演说，必极力发挥万恶孝为首、百善淫为先之旨趣，青年子弟……一闻此说，莫不倾耳谛听，模仿实行……”广东高等师范守旧派甚至以全体辞职相威胁。
陈独秀还首创中学男女同校，首先在省立一中实行男女同校，结果遭到汪精卫及守旧派的反对。但最终广东省教育委员会议还是通过了开放女校的决定。
在广州任教育部长期间，陈独秀开办了工人夜校。陈认为“机器工人比较进步”，所以先试办机器工人夜校，参加者有100多人。接着，陈又帮助理发工人成立工会，开办夜校，发展会员千余人。在理发工会成立大会上，陈独秀发表演说：“工人的知识比较缺乏，故求知识，是今日工人一件很重大的事情。我现在想在广州设立许多劳动补习学校，令工人有求知识的地方。”
盗火
1915年9月15日，16开本的《青年》杂志月刊第一期由群益书店出版问世，开始发行仅千册。在创刊号上，陈独秀发表了发刊词《敬告青年》，提出科学与人权“若舟车之有两轮焉”，举起了科学和民主两面大旗。
《青年》杂志出版后，上海青年会写信到群益书店，说《青年》杂志和他们的《上海青年》杂志名称雷同，劝《青年》杂志及早更名。于是从1916年3月开始，《青年》杂志更名为《新青年》。
《新青年》创刊之初，对现实政治问题并不关心。陈独秀认为，时下袁世凯复辟的主要原因是国人普遍地受到封建思想的束缚，这也是辛亥革命之所以失败的原因之一。所以，陈办杂志的目的就在于“改造青年之思想，辅导青年之修养”。
在《新青年》答读者问中，陈独秀说：“谁说本杂志代表舆论？本杂志的宗旨，就是要反抗舆论！”
在《新青年杂志宣告》一文中，陈独秀憧憬着理想中的新社会：“我们理想的新时代新社会，是诚实的、进步的、积极的、自由的、平等的、创造的、美的、善的、和平的、相互爱护的、劳动而愉快的、全社会幸福的。”
陈独秀为他的时代疾呼：“破坏，破坏偶像，破坏虚伪的偶像。吾人信仰，当以真实和合理的为标准。宗教上、政治上、道德上、自古相传的虚荣，欺人不合理的信仰都算是偶像，都应该破坏。此等虚伪的偶像倘不破坏，宇宙间实在的真理和吾人心坎儿里的信仰永远不能合一。”
新文化运动的首倡者是胡适，但宣传者、推行者却是陈独秀。胡适在《新青年》发表《文学改良刍议》一文后，陈独秀继而发表《文学革命论》，在文中大声疾呼道：“余甘冒全国学究之敌，高张‘文学革命军’大旗，以为吾友之声援。旗上大书特书吾革命军三大主义，曰，推翻雕琢的阿谀的贵族文学，建设平易的抒情的国民文学；曰，推倒陈腐的铺张的古典文学，建设新鲜的立诚的写实文学；曰，推倒迂晦的艰涩的山林文学，建设明瞭的通俗的社会文学。”结尾，他宣称“予愿拖四十二生的大炮，为之前驱！”
在陈独秀的积极努力下，《新青年》发表了中国新文学的第一批白话新诗、第一篇白话短篇小说和第一出白话独幕话剧剧本。鲁迅回忆那段时光时说：“《新青年》的编辑者，却一回一回的来催，催几回，我就做一篇，这里我必记念陈独秀先生，他是催促我做小说最有力的一个。”
1916年，山东省立第一中学学生王统照致函《新青年》，谈及学校教育问题。陈独秀回信肯定其“疾时愤俗，热忱可感”，还提出：“国中大多数人，缺乏进步向上之心。此问题甚大，似非报纸可匡，且恐非教育可救也。”受陈启发，王统照此后投身于新文化运动，在新文学建设方面卓有成效。
北大文科学生张国焘回忆：自《新青年》1917年初提出以白话文代替文言文的主张以后，引起同学们广泛的注意，每期出版后，在北大即销售一空。
1917年，时在湖北陆军第二预备学校就读的学生叶挺致函《新青年》，谈及自己所思索的人生问题。陈独秀回信说：“足下对于宇宙人生之怀疑，不欲依耶、佛以解，不欲依哲学说以解，不欲以怀疑故，遂放弃现世之价值与责任，而力求觉悟于自身，是正确之思想也。”受此鼓励，叶挺益加努力，日后投身革命。
1920年，驱张运动取得胜利后，毛泽东从北京返回长沙。途经上海时，毛去拜访了陈独秀，陈劝毛读一点马克思的书，并向他推荐了陈望道翻译的《共产党宣言》以及《阶级斗争》、《社会主义史》等书。16年后的1936年，毛泽东对斯诺提到这次晤谈时说：“陈氏的坚决信仰深刻印在我的脑中，成为我一生转变的原因……在我的生活中，这一个转变时期，可以说陈独秀对我的印象是极其深刻的。……他影响我也许比任何人要大。”
北大中文系学生杨振声说：《新青年》“像春雷初动一般，……惊醒了整个时代的青年。他们首先发现自己是青年，又粗略地认识了自己的时代，再来看旧道德，旧文学，心中就生出了叛逆的种子。一些青年逐渐地以至于突然地打碎了身上的枷锁，歌唱着冲出了封建的堡垒”。
傅彬然说：“《新青年》的文章一开始就吸引着我们，可是在初期，对批判儒家学说和传统的人伦道德那么厉害，在感情上多少还有些接受不了。但是不久以后，完全接受了。”
北京女子高师学生程俊英、罗静轩说：《新青年》“这些刊物，成为我级必不可少的读物。有的同学把《新青年》从第一期读到最后一期，这使我级文风一变，再也不写堆砌词藻、空疏无物之古文了”。
1919年初，青年恽代英和林育南等人在武汉组织新声社并出版杂志《新声》。他们致函《新青年》说：“我们素来的生活，是在混沌的里面，自从看了《新青年》，渐渐地醒悟过来，真是像在黑暗的地方见了曙光一样。”之后，受陈独秀的影响，无政府主义的信仰者恽代英转向马克思主义。
1919年4月20日，陈独秀在《每周评论》发表文章，公开称章宗祥、曹汝霖、江庸、陆宗舆为亲日派四大金刚，这几个人的日子从此一天天不好过了。半个月后，五四运动爆发，章宗祥被学生殴打，曹汝霖的住宅被学生一把火烧了个干净。
20年代初，陈独秀等人在上海创办工人刊物，说出了工人的心声，而且深入浅出，通俗易懂，很受工人欢迎。杨树浦电灯厂钳工陈文焕曾写信给陈独秀说：“从前受资本家的压逼，……有话不能讲，有冤无处申！现在有了你们所刊行的《劳动界》，我们苦恼的工人，有话可以讲了，有冤可以申了，做我们工人的喉舌，救我们工人的明星呵！”“《劳动界》万岁！祝先生的身体健康！”
建党
1920年2月上旬，陈独秀在武汉的演讲，引起北京政府的愤怒，限期要警察署交人，陈准备离京避祸。因为李大钊是河北乐亭人，讲北方话，很像生意人，所以李自愿提出护送陈从公路走。两人雇了一辆骡车，陈独秀坐在骡车里面，头戴毡帽，身穿王星拱家厨师的一件背心，油迹满衣，光着发亮。李大钊跨坐在车把上，携带几本账簿，印成店家红纸片子。二人星夜出了朝阳门，直奔天津。沿途住店一切交涉，都由李出面办理，陈不开口，以免漏出南方人的口音。到达天津后，李将陈送上火车，方才返回北京。他们在途中曾夜宿在一个山村，李大钊写信给蒋梦麟讲述这夜的情形说：“夜寂人静，青灯如豆。”
陈独秀来到上海，参加了陈望道翻译的《共产党宣言》的校译工作。张国焘回忆，此时陈独秀在会见北京学生联合会代表时，言谈中已经开始宣传马克思，并表示中国必须走俄国革命的道路。
罗素主张中国不必提倡社会主义，陈独秀认为罗素是在误中国人，于是写信给罗素说：“倘是别人弄错了，你最好是声明一下，免得贻误中国人，并免得进步的中国人对你失望。”
1920年4月，共产国际代表维经斯基（伍廷康）经李大钊介绍，到上海拜访陈独秀，二人一见如故。在维经斯基的建议下，陈独秀开始筹备建党。
陈独秀在上海筹建共产党后，北大学生、无政府主义者朱谦之写信给他说：“吾为人民之自由起见，与先生誓不两立。”
维经斯基最初对戴季陶很是青睐，他希望陈独秀和戴季陶、张东荪为首发起组织中国共产党。孙中山得悉后，将戴大骂一通。起草党纲时，戴看到“党员不做资产阶级的官吏，不加入资产阶级的政治团体”时，说：“我和孙文关系非同一般，这一条，弟断不敢接受。”于是戴季陶没有加入，中途退出。据张国焘回忆，戴当场还哭了，表示说其实他内心真的信仰共产主义。
