Общение Богданова с рабочими способствовало его переходу «от народовольческих идей к социал-демократизму», а ознакомление со статьей В. И. Ленина «Экономическое содержание народничества и критика его в кн. г. Струве» стало «решающим толчком в сторону марксистской теории».
На основе кружка А. А. Богданова — И. И. Савельева, каждый член которого обязан был создать собственный кружок из 3–5 рабочих, к 1897 г. выросла тульская социал-демократическая организация. Широта и разнообразие запросов со стороны рабочих побудили Богданова к углубленным занятиям проблемами «общего мировоззрения», следствием чего явилась его первая философская книга «Основные элементы исторического взгляда на природу» (СПб., 1899). В 1899 г. Богданов закончил медицинский факультет Харьковского университета; в том же году женился на фельдшерице Наталье Богдановне Корсак (1865–1945), дочери помещика, ушедшей из своей семьи и включившейся в активную революционную работу.
Вскоре Богданов был арестован за социал-демократическую пропаганду, полгода пробыл в московской тюрьме, затем был выслан в Калугу, где возглавил кружок политических ссыльных, ставших впоследствии большевиками (И. И. Скворцов-Степанов, А. В. Луначарский, Б. В. Авилов, В. А. Базаров). Из Калуги Богданов за неблагонадежность был выслан на 3 года в Вологду, где работал врачом в психиатрической лечебнице.
К этому же периоду относится написание полемических статей против теории рынков М. И. Туган-Барановского и идеалистической философии Н. А. Бердяева, С. Н. Булгакова, С. Л. Франка.
Лично знавшие Богданова отмечали не только его разносторонность и универсальную образованность, но и глубокую честность, искренность, чуткое отношение к товарищам.
По окончании ссылки, весной 1904 г., Богданов выехал в Швейцарию, где решительно стал на сторону большевиков в их ожесточенной борьбе с меньшевиками. После совещания «22-х твердокаменных» (30 июля — 1 августа 1904 г.), выдвинувшего задачу борьбы за новый партийный съезд, Богданов уехал в Россию как представитель Бюро комитетов большинства и проделал большую работу по привлечению на III съезд партии крупных работников с мест. На съезде, состоявшемся в Лондоне 12–27 апреля 1905 г., «тов. Максимов» выступил с отчетным докладом от Оргкомитета Бюро комитетов большинства, содокладом по вопросу о вооруженном восстании и докладом по оргвопросу (об уставе партии).
Тогда уже он был избран в ЦК РСДРП, в который переизбирался на IV (1906 г.) и V (1907 г.) съездах партии.
Богданов активно участвовал в Первой российской революции, как член исполкома Петербургского Совета рабочих депутатов был арестован; выйдя из тюрьмы, снова вернулся к партийной работе. В 1907 г. вошел в состав тройки по редактированию большевистского ЦО «Пролетарий» (В. И. Ленин, И. Ф. Дубровинский, А. А. Богданов).
Именно в редакции «Пролетария» разгорелись острые споры между В. И. Лениным и А. А. Богдановым. Сначала В. И. Ленин осудил «ультиматизм» А. А. Богданова и его сторонников (требование ультимативного подчинения думской фракции «революционной партийной тактике») как революционную фразу, а затем подверг критике попытки А. А. Богданова «дополнить» марксизм элементами идеалистической философии Э. Маха и энергетизма В. Оствальда. Разобрав ошибки богдановских работ «Эмпириомонизм» (1904–1906 гг.) и «Из психологии общества» (1905 г.), В. И. Ленин убедительно показал, как «мертвый философский идеализм хватает живого марксиста Богданова». «Богданов лично, — подчеркивал он, — заклятый враг всякой реакции и буржуазной реакции в частности. Богдановская „подстановка“ и теория тождества общественного бытия и общественного сознания служит этой реакции. Это — печальный факт, но факт».
За пропаганду взглядов, несовместимых с философией марксизма, Богданов на расширенном заседании редакции «Пролетария» (июль 1909 г.) был выведен из ее состава и из Большевистского Центра, а на «объединительном» пленуме ЦК РСДРП (январь 1910 г.) — из ЦК партии.
В этот период, однако, Богданов не прекращал научной работы: редактировал осуществляемый В. А. Базаровым и И. И. Скворцовым-Степановым полный перевод на русский язык «Капитала» К. Маркса, вместе с И. И. Скворцовым-Степановым написал 1-й том большого «Курса политической экономии» (М., 1910).
В 1909 г. Богданов вместе с А. М. Горьким, А. В. Луначарским и рабочим-революционером Н. Е. Вилоновым основал на острове Капри «высшую социал-демократическую школу», которая по замыслу организаторов должна была стать центром подготовки рабочих-пропагандистов для России и разработки проблем «пролетарской культуры». Однако пропагандировавшаяся в школе «философия пролетарской борьбы» левооппортунистического оттенка придавала ее деятельности фракционный характер, что вызвало протест ряда рабочих во главе с Н. Е. Вилоновым, покинувших Капри и уехавших в Париж к В. И. Ленину.
Богданов же и его сторонники в конце 1909 г. образовали группу «Вперед», которую В. И. Ленин охарактеризовал как фракцию «карикатурных большевиков». Стремление Богданова на основе группы «Вперед» создать организацию для культурного воспитания пролетариата оказалось тщетным. Приобретший значительное влияние в группе Г. Алексинский стал разлагать ее «своим дегенеративным честолюбием», отрицал богдановскую идею «пролетарской культуры», пытался увлечь группу на путь политических интриг и сделать ее орудием борьбы против ЦК РСДРП. Выступив против политиканства Алексинского, Богданов порвал с группой «Вперед» и отошел от активной политической деятельности, начав работу над «Всеобщей организационной наукой».