Trong thời gian Cách mạng Tháng Tám ông giữ những cương vị quan trọng mặc dù ông chưa bao giờ làm Ủy viên Ban chấp hành Trung ương Đảng.

Tháng 8 năm 1945, ông dự Đại hội Quốc dân ở Tân Trào và được bầu làm Phó chủ tịch Ủy ban dân tộc giải phóng (có vai trò như Chính phủ cách mạng lâm thời lúc đó). Ông là người soạn Quân lệnh số 1 phát lệnh Tổng khởi nghĩa toàn quốc dẫn đến Cách mạng Tháng Tám thắng lợi rồi làm Bộ trưởng Bộ Thông tin Tuyên truyền trong Chính phủ lâm thời[2].

Ngày 25 tháng 8 năm 1945 ông thay mặt Chính phủ cùng với Nguyễn Lương Bằng và Cù Huy Cận vào kinh đô Huế chấp nhận sự thoái vị và nhận ấn tín của vua Bảo Đại.[3]

Sau đó, ông lần lượt giữ các chức vụ: Bộ trưởng Bộ Tuyên truyền cổ động,[4] Chính trị Cục trưởng trong Quân sự Ủy viên hội, Bí thư Tổng bộ Việt Minh, Chủ tịch Hội Văn hóa cứu quốc, Ủy viên thường trực Quốc hội, Phó chủ nhiệm Ủy ban Khoa học Xã hội Việt Nam, Phó chủ tịch Hội Hữu nghị Việt Trung.

Trong thời gian kháng chiến chống Mỹ ông tham gia công tác Quốc hội, làm Chủ nhiệm Ủy ban Thống nhất của Quốc hội [5]