Đến những năm 1940, Hội Hướng đạo Việt Nam có tổ chức rộng khắp Đông Dương. Trong số những tráng sinh ngày ấy nhiều người sau này đã trở thành những cán bộ cốt cán trong chính quyền Việt Nam Dân chủ Cộng hòa như Tạ Quang Bửu, Trần Duy Hưng, Nguyễn Hữu Đang, Dương Đức Hiền, Vũ Quý,... Với tinh thần yêu nước, ông đã có liên lạc với một số nhà cách mạng như Hoàng Văn Thụ, Trần Đăng Ninh. Năm 1943, với sự hướng dẫn của ông Vũ Quý, ông bắt đầu hướng phong trào hướng đạo tham gia phong trào Việt Minh.

Tháng 6 năm 1945, ông từ chối làm Bộ trưởng Thanh niên của Chính phủ Trần Trọng Kim. Tháng 8 năm 1945, ông được mời và được Trần Quốc Hoàn, Hà Huy Giáp đưa lên Tân Trào dự Quốc dân Đại hội. Tại đây, ông gặp Chủ tịch Hồ Chí Minh và các ông Trường Chinh, Phạm Văn Đồng.

Sau Việt Minh giành được chính quyền và Chủ tịch Hồ Chí Minh đọc Tuyên ngôn độc lập, ngay chiều ngày 2 tháng 9 năm 1945, đích thân ông Võ Nguyên Giáp, khi đó là Bộ trưởng Bộ Nội vụ kiêm Tổng chỉ huy các lực lượng vũ trang đến mời ông đến Bắc Bộ Phủ bàn nhiệm vụ xây dựng hệ thống thông tin liên lạc quân sự trong cả nước.

Ngày 9 tháng 9 năm 1945, Phòng Thông tin Liên lạc trực thuộc Bộ Tổng Tham mưu được thành lập, ông được cử giữ chức vụ Trưởng phòng đồng thời là Ủy viên Ban Quân sự toàn quốc.

Trong Tổng tuyển cử Quốc hội đầu tiên 6 tháng 1 năm 1946, ông trúng cử Đại biểu Quốc hội Việt Nam đại diện khu vực tỉnh Thái Bình.

Theo Sắc lệnh số 35 của Chủ tịch Chính phủ ký ngày 25 tháng 3 năm 1946, ông được phân công làm Cục trưởng Chính trị Cục.[3] Ông giữ chức vụ này đến ngày 24 tháng 4 năm 1946 (được thay bởi Hoàng Văn Hoan)[4] thì được giao nhiệm vụ phụ trách xây dựng Trường Võ bị Trần Quốc Tuấn, đào tạo cán bộ quân sự cho lực lượng quân đội còn non trẻ. Trường Võ bị Trần Quốc Tuấn được thành lập ngày 17-4-1946 trên cơ sở Trường Huấn luyện Cán bộ Việt Nam. Giám đốc là Hoàng Đạo Thúy, Phó Giám đốc là Trần Tử Bình. Ngày 26-5-1946, Trường Võ bị Trần Quốc Tuấn khai giảng khóa học đầu tiên tại Sơn Tây. Chủ tịch Hồ Chí Minh đến thăm và huấn thị.[5]

Ngày 1 tháng 5 năm 1947, ông được kết nạp vào Đảng Cộng sản Đông Dương tại cơ quan Tỉnh ủy Bắc Kạn.

Ngày 9 tháng 10 năm 1947, Trường Võ bị Trần Quốc Tuấn được biên chế thành Trung đoàn E79, ông trở thành Trung đoàn trưởng. Trung đoàn tổ chức đánh thắng 2 trận Đầm Hồng và Yên Thịnh, phá vỡ kế hoạch hợp điểm của quân Pháp tại Bản Thi trong Chiến dịch Léa.

Năm 1948, ông được bổ nhiệm làm Cục trưởng Cục Giao thông công binh [6] rồi Cục trưởng Cục Quân huấn [7] Bộ Tổng Tham mưu.[8] Cũng trong năm này, ông được đích thân Chủ tịch Hồ Chí Minh mời và bổ nhiệm giữ vai trò Tổng Thư ký đầu tiên của Phong trào thi đua toàn quốc.

Ngày 25 tháng 6 năm 1949, Cục Thông tin Liên lạc ra đời trên cơ sở Phòng Thông tin Liên lạc được thành lập, ông được bổ nhiệm giữ chức Cục trưởng đầu tiên[9] (Phó Cục trưởng là ông Nguyễn Văn Tình[10]). Ông đã tham gia chỉ đạo công tác thông tin trong nhiều chiến dịch quan trọng trong đó có Chiến dịch Biên giới, Chiến dịch Điện Biên Phủ.

Sau 1954, ông tiếp tục giữ chức vụ Cục trưởng Cục Thông tin Liên lạc (nay là Bộ Tư lệnh Binh chủng Thông tin Liên lạc).

Năm 1958, ông được phong quân hàm Đại tá.