Sau khi Đế quốc Việt Nam sụp đổ và trong kháng chiến chống Pháp, mặc dù không tản cư về vùng kháng chiến, nhưng ông kiên quyết từ chối mọi lời mời ra cộng tác của chính quyền thực dân Pháp, tỏ rõ quan điểm một lòng ủng hộ chính phủ Hồ Chí Minh. Con trai ông là Trần Mạnh Chu cũng được ông cho theo cách mạng về vùng kháng chiến. Thực dân Pháp rất căm ghét ông, gọi ông là "trí thức trùm chăn".[cần dẫn nguồn]

Thời điểm đầu năm 1954, trong chiến dịch Điện Biên Phủ, Thành ủy Hà Nội đã chủ trương vận động trí thức tiêu biểu ký tên vào bản kiến nghị đòi hòa bình, nhằm tạo nên làn sóng đấu tranh công khai, gây áp lực trên mặt trận ngoại giao. Ông chính là người góp ý về nội dung bản kiến nghị và là người đầu tiên đặt bút ký tên. Tên ông được đặt hàng đầu trong danh sách các nhân sĩ, trí thức kiến nghị, thể hiện uy tín và ảnh hưởng của ông trong giới trí thức. Bản kiến nghị đã được ông Nguyễn Mạnh Hà ở Thủ đô Paris nước Pháp gửi cho báo Le Monde và L’ Humanité tại Pháp dưới nhan đề " Les Notabiliter" (những nhân sĩ Hà Nội). Hai tờ báo lớn của nước Pháp đăng bản kiến nghị này đã tạo được tiếng vang lớn trong xã hội Pháp.[3]