后来，陈独秀更是作为“五四运动时期的总司令”，全程参与那场爱国斗争，帮助揭开了中国新民主主义革命的序幕。
因悲愤巴黎和会外交失败，1919年6月11日，陈独秀在北京天桥新世界游艺场顶楼抛撒《北京市民宣言》传单，遭到密探当场逮捕。
这一时期，《新青年》也迅速吸引了一批进步青年，逐步形成了读者群，进而形成一个特有的新青年群体。他们对于五四运动，对于马克思主义的传播尤其是中国的创建，都发挥了主体性作用。
扛起五四运动的大旗陈独秀在北大红楼大展拳脚之际，中国的国际环境悄然变化——虽然是一战战胜国，但在1919年的巴黎和会遭遇外交失败，本可以从德国收回的山东半岛，成了日本的战利品。
消息传回国内，民众出离愤怒。北京大学等校学生组织了集会游行，痛殴汉奸，一把火烧了卖国贼曹汝霖的赵家楼。这场被称为“五四运动”的爱国斗争，成为中国新民主主义革命的肇端。
这场运动中，陈独秀身先士卒，推动五四运动走向彻底的反帝反封建的革命道路。
他和李大钊起草了一份《北京市民宣言》。1919年6月11日，他到北京天桥新世界游艺场顶楼抛撒《北京市民宣言》传单，并大肆宣传，遭到逮捕。
毛泽东曾说，“关于陈独秀这个人……他是有过功劳的。他是五四运动时期的总司令，整个运动实际上是他领导的……听他说世界上有马克思主义，我们是他那一代人的学生。五四运动，替中国准备了干部。那个时候，有《新青年》杂志，被这个杂志和五四运动警醒起来的人，后来有一部分进入了。这些人受陈独秀和他周围那一群人的影响很大，可以说是他们集合起来，这才成立了党。”青年如初春，如朝日，如百卉之萌动，如利刃之新发于硎，人生最可宝贵之时期也。——陈独秀《敬告青年》