面对国内统治黑暗，外患日深，陶行知感觉到不能只坐在校园书斋。于是他在上海创办了自然学园、儿童科学通讯学校，并主编《儿童科学丛书》等；次年，他又创建了山海工学团，提出“工以养生，学以明生，团以保生”。
1935年，他与马相伯等人发起组织“上海文化界救国会”。次年初，成立国难教育社，他被推为社长，拟订《国难教育方案》。
1936年5月，他当选为全国各界救国联合会执委和常委。次年7月，他担任了救国会的“国民外交使节”，出访欧亚非26国，宣传抗日救国。途经香港，他与沈钧儒、章乃器等人联合发表《团结御侮宣言》，主张停止内战，共同抗日。
出访欧洲期间，他曾三次拜谒马克思墓，并赋诗感叹：“光明照万世，宏论醒在下”。
他在布鲁塞尔参加世界和平大会，当选为中国执行委员。期间，国内发生国民党政府逮捕救国会领袖沈钧儒等“七君子事件”，他得知“七君子”被捕的消息时，无比气愤，立即联络杜威、爱因斯坦、罗素等世界著名人士，联名通电蒋介石，营救七君子。