陈独秀到上海后，立即把他学到的一点点马克思主义付诸行动。他认识到马克思主义首先是工人阶级解放运动的学说，于是他着重在工人中传播马克思主义。
他亲自或委托朋友及受《新青年》影响的青年人，深入到上海、太原、南京、天津、唐山、长沙、芜湖、北京、香港及巴黎(华工)等地工人群众中调查工人阶级状况，内容包括工人人数、工作时间、工资、家庭生活、受资本家工头剥削欺压程度、工人来源、文化程度、帮会组织等等。这些调查结果，刊登在1920年5月出版的《新青年》“劳动节纪念号”上。蔡和森认为，陈独秀编的这期“五一”劳动节特刊，是他“由美国思想变为俄国思想”，由宣传资本主义变为“宣传社会主义”的标志。
同时，陈独秀又积极在工人中开展活动。他参加了上海各工会庆祝“五一”节的筹备工作，担任筹备会顾问及中华工业协会的教育主席，并自愿出任义务教授。他在各种工人集会频频发表演讲，提高工人觉悟。如他在4月2日上海船务栈房工界联合会成立大会上，发表了题为《劳动者的觉悟》的演说称：“我以为只有做工的人最有用最贵重”；“社会上各项人，只有做工的人是台柱子”。指出劳动者的觉悟分两步：第一步“要求待遇”；第二步“要求管理权”。
听大学教授讲这一番话，对于世世代代当牛马被压榨被贱视的中国工人阶级来说，是破天荒第一次，他们受到极大的震动。
5月1日，上海工人在西门体育场举行历史上第一次大规模纪念劳动节集会，初有5000人参加，后来人越来越多，结果因体育场为军警霸占，被迫四次移地，最后在靶子场举行。会上庄严地提出了“三八制”要求。会后，各团体还发表宣言，抗议军阀压迫，并致函答谢苏俄政府的对华宣言，宣布废除沙俄在中国的一切特权。这次活动的口号和宣言，都是在陈独秀指导下提出的。
在参加以上活动过程中，陈独秀发现原有工会组织是由“政客发起的”，办工会的人“总是穿长衣的先生们多，穿短衣的工人很少很少”。而且这些工会大都为资本家、工头或政客所把持，没有工人群众的基础，严格说来，都不是真正的工人团体。因此，在中共发起组成立前后，陈独秀就着手筹办工人刊物，向工人宣传马克思主义，组织真正的工会。
影响最大的工人刊物是1920年8月15日创刊的《劳动界》(周刊)。8月17日《民国日报》在《劳动界出版告白》中指出：“此周刊由陈独秀和李汉俊两君发起”，“宗旨在改良劳动界的境遇，……一个中国劳动阶级有力的言论机关。”此外还有面对店员的《伙友》周刊，“主编系闻名之社会主义者陈独秀”等人，陈独秀在该刊发刊词中称：宗旨是“(一)诉说伙友们现在的苦恼；(二)研究伙友们将来的职务。”
1920年，陈独秀在上述工人刊物及其他报刊上发表了约20篇关于工人运动的文章，其内容是：宣传工人的重要社会地位和改造社会的伟大历史使命；阐述剩余价值学说，揭示资本主义剥削的秘密；揭露批判资本家和黄色工会对工人运动的诬蔑和破坏。号召工人群众自己组织起来，为本阶级和全人类的解放而斗争。
陈独秀等人创办的工人刊物和写的文章，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，有冤可以伸了，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!”
与此同时，陈独秀便在首先觉悟的工人中酝酿成立真正的工人工会，并在上海共产党发起组成立后，先后组织起上海机器工会、印刷工会等，成为共产党领导的第一批工会组织。
所有这一切，表明中国工人阶级已由自在的阶级向自为的阶级转变，从而为中国共产党的诞生奠定了阶级基础。
在共产国际帮助下发起建党
列宁突破马克思设想的几个发达的资本主义国家同时发动无产阶级革命的学说，领导十月革命胜利，建立起第一个无产阶级专政的国家后，继续发展马克思主义，提出了“全世界无产者与被压迫民族联合起来”的口号，在1919年3月建立了第三国际(即共产国际)，以实现无产阶级革命与被压迫民族解放运动的联系及相互支援。
其实，列宁早就关注中国的局势。他对孙中山为代表的资产阶级民主派领导的辛亥革命的胜利与建立的中华民国，曾给予高度的评价。五四运动的消息传到俄国后，更引起列宁和共产国际的极大注意。他们派出俄共(布)远东局领导人之一维经斯基及其夫人库兹涅佐娃和翻译杨明斋(俄籍华人、俄共党员)等人，在1920年4月来华，了解中国国内情况，同中国革命组织建立联系，同时考察是否有可能在上海建立共产国际东亚书记处。
他们首先到北京，经北京大学两位俄籍教授介绍，与李大钊等进步人士接触。一见面，俄国人就称李大钊“达瓦里希”(同志)。李非常感愧，解释自己不过在学习，哪里配称“同志”。维经斯基说，读了他写的宣传马克思主义和十月革命的文章(指《庶民的胜利》、《布尔什维主义的胜利》等)，认为已经达到了他们同志的水平。但马克思主义者决不能停留在思想上，为了实现共同的理想，就应该组织起来，有所行动。于是，维经斯基与李大钊等多次座谈后，提出了建党问题。但李说自己没有时间，介绍维经斯基到上海，与陈独秀联系。
维经斯基一行到上海后，首先会见陈独秀，并由陈联系在上海新文化运动中热心宣传社会主义新思潮的人，进行座谈。维经斯基详细介绍了俄国十月革命和苏维埃政府的情况。一部分人热烈讨论后认为有组织中国社会主义政党的必要，就在5月间首先成立了一个秘密团体“马克思主义研究会”，由陈独秀负责，成员有李达、李汉俊、陈望道、沈雁冰等。8月，陈独秀等人即成立中国社会主义政党发起组。政党名称开始沿用国际上流行的“社会党”。所以陈独秀在9月1日论述“吾党”政见时宣称：“希望法律随着阶级党派的新陈代谢，渐次进步，终究有社会党的立法。劳动者的国家出现的一日。”后来，经与李大钊商量，李提议根据共产国际的意思，“就叫共产党”。因为考茨基等领导的第二国际是各国社会民主党的大本营，已变为修正主义，并与列宁领导的共产国际彻底决裂。中共正是在第二国际与第三国际，各国社会民主党与共产党彻底分裂的时候成立的。当时中国共产党发起组的落脚点就是陈独秀的住址——环龙路老渔阳里2号，这里也是《新青年》的编辑部。首次会议，即推陈独秀为书记，函约各地社会主义分子组织支部。
接着，陈独秀就约请李大钊在北方发动，先组织北京小组，再向山东、山西、河南、天津、唐山等省市发展；上海将负责苏、皖、浙等南方各省的建党工作。所以历史上有“南陈北李，携手建党”的说法。
为了指导各地建党，上海发起组在陈独秀领导下开展了一系列工作：
首先积极翻译出版了一批马克思主义经典著作，以加强党的指导思想的宣传与学习。为此陈独秀特意委托陈望道译了中国第一部《共产党宣言》的中文全译本，恽代英译考茨基早期著作《阶级斗争》，李季译柯卡普的《社会主义史》，李汉俊译《马格斯〈资本论〉入门》等，先后在1920年由新青年出版社出版，并寄送到各地。
11月，发起组拟出《中国共产党宣言》，规定了党的目标是废除私有制，消灭阶级。为此，工农必须夺取政权，建立无产阶级专政，镇压资产阶级，建设共产主义。这实际上是中共第一个纲领，当时“以此为收纳党员之标准”。
同月，发起组的内部机关报《共产党》月刊创刊。陈独秀写了发刊词《短言》，明确宣布：“我们只有用阶级战争的手段，打倒一切资本阶级，从他们手中抢夺政权；并且用劳动专政的制度，……建设劳动者的国家以至于无国家，使资本阶级永远不至发生。……这是我们的信条。”
上述《宣言》和《短言》表明，中共一诞生，其纲领，特别是性质和任务，就建立在马克思主义的基础上，而陈独秀在其中起了重大作用。
发起组还决定，把从9月1日第8卷第1期起出版的《新青年》，改为共产党的公开机关刊物，更加鲜明地举起马克思主义旗帜，发起对各种反马克思主义思潮的批判。陈独秀还亲自当先锋，对当时影响最大的挂着社会主义招牌，贩卖资本主义的基尔特社会主义和无政府主义发动攻击。
