ميرزا كوچك خان در نهضت مشروطيت ايران به آزاديخواهان پيوست و همراه مجاهدان گيلان در فتح تهران شركت كرد . تنگ بود ؛ عازم تهران شد ؛ در مدرسه محموديه به زحمت حجره‌اى گرفت . ظاهرا به ادامه تحصيل پرداخت اما لحظه‌اى از سخنان استادش خلخالى غافل نبود . به مطالعه اوضاع و احوال اجتماعى و خواندن كتابها و روزنامه‌ها پرداخت . اين زمان مصادف با آغاز انتشار افكار و انديشه‌هاى آزاديخواهان و روشنفكران بود ، افكار و انديشه‌هايى كه بذر مشروطيت را به زمين مىپاشيد . ميرزا احساس كرد كه موقع تلاش و كوشش فرارسيده و هرگونه فعاليتى در جهت روشن ساختن افكار عامه و مبارزه با زور و استبداد در سرنوشت مملكت و مردم مؤثر خواهد بود . چون در زادگاه خود امكانات بيشترى براى فعاليت داشت به رشت مراجعت كرد و بلافاصله در ميان دوستان و آشنايان و مخصوصا طلاب مدرسه حاجى حسن شروع به تبليغات نمود . در همان ايام سيد عبد المجيد خطيب آزاديخواه در تهران به شهادت رسيد . ميرزا با استفاده از اين حادثه فعاليتهاى خود را تشديد كرد ؛ احساسات مردم را برانگيخت و به يارى يكى از طلاب آزاديخواه انجمنى تحت عنوان « مجمع روحانيان » تأسيس نمود . افراد اين انجمن كه خود را براى مبارزه آماده مىكردند در خفا به تهيه اسلحه و تمرين تيراندازى مشغول بودند . در تهران مبارزه عليه محمد على شاه ، شدت مىگرفت و مشروطه‌خواهان لحظه‌اى از فعاليت بازنمىايستادند . ميرزا كوچك خان عده‌اى از مبارزان رشت را تجهيز كرده براى پيوستن به مشروطه‌خواهان تهران عازم پايتخت شد . امّا هنوز از رستم‌آباد نگذشته بود كه اطلاع حاصل كرد محمد على شاه مجلس شورايملى را به توپ بسته و بسيارى از آزاديخواهان را به قتل رسانيده يا متوارى كرده است . ميرزا با نفرات محدود و تسليحات ناچيز خود چاره‌اى جز چشم‌پوشى از ادامه سفر و مراجعت به رشت نداشت . محمد على شاه پس از تسلط بر تهران متوجه ولايات شد و دستور داد مخالفان را قلع‌وقمع نموده صداى آنها را در گلو خفه سازند . ميرزا ناچار به اتفاق چند تن از آزاديخواهان گيلان رشت را ترك كرده به قفقاز عزيمت نمود و در تفليس رحل اقامت افكند . در اين شهر با آزاديخواهان ايرانى كه در ميان آنان تعدادى از گيلانيها نيز به چشم مىخوردند آشنا شد و در فعاليتهاى آنان شركت جست ؛ امّا مشكلات مادى او را مجبور به مراجعت كرد . همزمان با مراجعت او به رشت عده‌اى از مشروطه‌خواهان تهران در سفارت عثمانى متحصن شدند . ميرزا كوچك خان نيز به پيروى از آنان عده‌اى از آزاديخواهان رشت را با خود همآهنگ كرده در كنسولگرى عثمانى به تحصن پرداخت . در همين موقع انقلاب رشت رخ داد و آزاديخواهان گيلان با كمك مجاهدين ارمنى ، گرجى و قفقازى آقابالا خان سردار افخم حاكم گيلان را به قتل رسانيده زمام امور گيلان را در دست گرفتند . از آن پس ميرزا به مجاهدين پيوست و به همراهى و همكارى با سران مجاهدين يعنى معز السلطان ، يپرم ، كريم خان ، على محمد خان تربيت ، ميرزا على ديوسالار و ديگران پرداخت . او به اتفاق ساير مجاهدان و در رأس گروهى از آنان در فتح قزوين و تهران شركت داشت . پس از آن‌كه مشروطه‌خواهان محمد على شاه را از سلطنت خلع كرده و خود زمام امور را به دست گرفتند ميرزا همكارى خود را با آنان ادامه داد . محمد على شاه كه به روسيه عزيمت كرده بود به قصد بازپس گرفتن تاج‌وتخت پادشاهى خود را به صحراى تركمن رسانيد و با كمك روسها افراد ايل تركمن را كه مسلح و مجهز بودند در اختيار گرفت . گروههائى از مجاهدين مأمور جنگ با تركمنها و دفع غائله محمد على ميرزا شدند . ميرزا كوچك خان نيز به سرپرستى يكى از گروهها ، خود را به جبهه رسانيد . در بندر جز شبانه مورد حمله تركمنها قرار گرفت . افرادى كه وى سرپرستى آنها را به عهده داشت مغلوب و متوارى شدند و خود به ضرب گلوله يكى از تركمنها از ناحيه سينه و دست راست مجروح گرديد . وى در حالت بيهوشى به كنسولگرى روس انتقال يافت و پس از چند روز توسط كشتى جنگى قارص به بادكوبه اعزام گرديد . شايع بود كه اعزام ميرزا به روسيه طبق دستور محمد على شاه و به منظور كشتن وى در دريا بوده است ولى ناخداى كشتى از اجراى دستور سرپيچى كرده و با كمك پزشك به مداواى