Dal 1936 al 1939 combatte in Spagna, dove diviene Ispettore generale delle Brigate Internazionali. Rientrato in Francia è internato nel campo di Vernet d’Ariège e dal 1941 assegnato al confino sull'isola di Ventotene. Non appena liberato, il 30 agosto 1943, redige il Promemoria sulla necessità urgente di organizzare la difesa nazionale contro l’occupazione e la minaccia di colpi di mano da parte dei tedeschi: primo documento programmatico per la costruzione di un movimento organico di Resistenza, che presenta a nome del Pci al Comitato delle opposizioni costituitosi a Roma durante i 45 giorni del Governo Badoglio. Dopo aver partecipato alla tentata difesa della capitale, si trasferisce a Milano dove è nominato al vertice della Direzione Nord del Pci e assume il comando delle Brigate d'assalto Garibaldi, affiancato da Pietro Secchia. Membro del Comitato di liberazione nazionale Alta Italia (Clnai) e nominato al vertice del Corpo volontari della libertà – insieme a Parri e al gen. Cadorna – orienta il suo operato ad un impostazione unitaria e popolare della lotta, valorizzando la convergenza tra azione armata e protesta sociale. Un processo da avviare intensificando «la guerriglia di ogni giorno», in stretto collegamento con l’iniziativa della classe operaia. Nel novembre 1944 convince il Comando generale del Cvl della propria interpretazione delle direttive del proclama del gen. Alexander: non interrompere la lotta, ma cambiarne solo le modalità promuovendo l’intensificazione e l’allargamento delle formazioni partigiane in pianura. Il 29 marzo 1945, insieme a Pertini e Valiani, è nominato membro del Comitato esecutivo insurrezionale del Clnai: in vista della battaglia finale esorta a dare la massima attenzione alla preparazione degli scioperi che dovranno fiancheggiare l’insurrezione, e in generale alla mobilitazione della popolazione e dei Cln.