Shimazu Nariakira nhận ra tài năng của Okubo và bổ nhiệm ông vào vị trí quản lý việc thu thuế năm 1858. Khi Naraikira qua đời, Okubo tiếp nhận kế hoạch lật đổ Mạc phủ Tokugawa. Không giống phần lớn các lãnh đạo Satsuma, ông thích tōbaku (倒幕, "đảo Mạc" – lật đổ Mạc phủ), vì chống lại kōbu gattai (公武合体, Công Vũ Hợp thể) và hanbaku (đối lập với Mạc phủ) trong phong trào Tôn hoàng, nhương di (Sonnō jōi). Chiến tranh Anh-Satsuma năm 1863, cùng với Sự kiện Richardson và cuộc đảo chính tháng 9 năm 1863 tại Kyoto thuyết phục Okubo rằng phong trào tobaku đã diệt vong. Năm 1866, ông gặp gỡ Saigō Takamori và Kido Takayoshi của Chōshū để bí mật thành lập liên minh bí mật Satcho nhằm lật đổ Mạc phủ Tokugawa.