1916年，高君宇考入当时全国最高学府——北京大学，进一步接受了新思潮的熏陶。五四前后，他赞同《新青年》提出的以民主和科学为主要内容的新文化运动，反对封建专制。他极力拥护蔡元培在北大的改革，举凡蔡元培发起的进德会、新闻学研究会等组织，他都踊跃参加，被人称为进德会“出类拔萃的会员”。在新闻学研究会里，他和毛泽东、罗章龙等一起聆听蔡元培等人的演讲以及邵飘萍关于办报经验的报告，这给他以后编辑 《向导》 《先驱》 《政治生活》 等报刊准备了有利条件。

俄国十月革命胜利的喜讯传到中国后，对高君宇产生了巨大影响。1918年，高君宇从李大钊那里看到了宣传社会主义的小册子，了解到十月革命的详细情形，开始接触并渐渐接受马列主义。他和邓中夏、黄日葵、许德珩等同学，经常聚集在李大钊的办公室或家中，共同研究马克思主义和俄国十月革命的经验，以探求改造中国社会的方法和道路等问题。

1918年5月，中国留日学生为抗议段祺瑞政府与日本帝国主义签订的旨在控制中国和干涉苏俄的《中日共同防敌军事协定》举行集会，遭到日本警察的干涉和侮辱。他们不畏强暴，组织救国团，推举李达等为归国代表，罢课回国，以便联合北京等地学生，共同向段祺瑞政府进行斗争。这一爱国行动立即得到北京爱国学生的同情和支持。20日，高君宇和邓中夏、许德珩等北大学生，到车站欢迎归国代表。第二天，高君宇等组织北大、高师等校两千余名学生从四面八方涌向新华门，包围了总统府，怒斥反动政府的卖国罪行，要求废除《中日共同防敌军事协定》。这次请愿运动虽然由于学生们缺乏政治斗争经验失败了，但却使他们深感有进一步组织起来的必要。事后，高君宇和邓中夏、黄日葵、许德珩以及张国焘等在李大钊的指导下，组织了学生救国会（初名叫“爱国会”），并派黄日葵、许德珩南下串联，以扩大学生救国会的影响。当这一团体遭到北洋政府的干涉后，他们便组织成立了国民社，并准备出版《国民》杂志，但遇到资金的困难。高君宇便慷慨解囊，解决了部分资金问题，并积极投入筹组《国民》的工作。在这前后，高君宇还加入了宣传新文化的《新潮》社，担任该社职员，负责广告工作，后在改选三届职员时，被推为文牍干事。

1919年4月30日，帝国主义列强在巴黎和会上蛮横地将德国强占山东的权益转让给日本帝国主义，并拒绝讨论中国关于取消“二十一条”不平等条约的正义要求。消息传来，全国震惊！高君宇和《国民》杂志社成员于5月1日下午在北大西斋饭厅举行紧急会议，讨论行动部署。他还同邓中夏、黄日葵等同学将李大钊当天发表的《五一节杂感》中明确提出的“直接行动”的口号，传到北京各大专学校的学生中去。一场大的革命风暴正在酝酿之中。5月3日晚，北大全体学生和其他学校的学生代表在北大法科礼堂举行大会，高君宇慷慨陈词，声泪俱下，主张游行抗议当局。大会决定第二天举行学界爱国游行大示威；致电参加巴黎和会的中国代表拒绝在《和约》上签字；通电全国各省于“五七国耻纪念日”统一行动。会议于深夜11时结束，高君宇等学生领袖彻夜未眠，为第二天游行示威进行筹备。

5月4日，高君宇和北大爱国学生勇敢地冲破北京政府教育部代表和警察的阻拦，奔赴天安门广场，参加游行示威。由北京各校3000余名学生组成的游行队伍沿途高呼“还我青岛”、“外争国权、内惩国贼”等口号。当游行队伍走到东城赵家楼卖国贼曹汝霖门前时，高君宇、匡互生等爱国学生攀墙冲进曹宅，殴击了正在曹家的卖国贼章宗祥，并火烧赵家楼曹宅。反动军警闻讯赶来逮捕了32名学生和市民，作为北大学生会负责人之一的高君宇立即为营救被捕同学而日夜奔走。5月6日，高君宇受北大全体同学的委托，毅然担任了北大驻北京学生联合会的代表。他广泛进行组织宣传工作，领导学生酝酿着新的更大的斗争。5月7日，北大被捕同学被释放，高君宇雇汽车迎接归来，并和北大师生在二院操场举行了欢迎大会。5月9日，北洋政府传令嘉奖国贼曹汝霖、章宗祥、陆宗舆，并要传讯被释放的爱国学生，追究五四运动的“主使人”。这一倒行逆施，激起了爱国学生的更大愤怒。5月18日，北京学联在北大二院召开紧急会议，决定实行总罢课，发表罢课宣言，开展街头宣传活动，并决定派黄日葵、许德珩等人到天津、上海、南京等地发动全国规模的斗争。许德珩后来回忆当时的情况说：“五四后我和黄日葵到各地串联，这是李大钊的点子，高君宇同志坚决支持。”后来，高君宇还以北京学联代表的身份，到天津组织抵制日货活动；并专程回到太原指导山西的学生爱国运动。

五四之前，高君宇通过王振翼（仲一）与山西进步青年学生贺昌、李毓棠、武灵初等建立了密切的联系。他曾利用假期，召集进步青年进行座谈讨论，向他们介绍北京新思潮的传播情况，揭露帝国主义和北洋军阀的罪恶行径，宣传爱国思想，启示和鼓励爱国青年学生组织起来进行斗争。当五四运动在北京爆发之后，山西学生闻风而动，立即成立了山西学生联合会，组织各校学生开展声援北京爱国学生的斗争。为了推动山西学生反帝爱国运动，北京学生联合会指派高君宇回晋进行指导，使山西学生爱国斗争的烈火更加迅猛地燃烧起来。

6月11日，陈独秀因在北京散发《北京市民宣言》而被捕，李大钊、高君宇等人立即四处奔走，积极营救，并动员社会舆论强烈谴责北洋政府，使陈独秀得以获释。在五四运动的急风暴雨中，高君宇因四处奔波呼号，以致积劳成疾，曾两次吐血。但是，“宇之志益坚，宇之猛烈益甚”。

五四运动挫败了日本鲸吞山东权益的阴谋，但日本帝国主义并不甘心失败。1920年初，日本帝国主义竟然又向北京政府提议两国直接交涉山东问题。高君宇当即著文揭露日本帝国主义要求直接交涉的罪恶目的，是要“承继德国在山东的权利”。他义正词严地指出：“中国对德宣战时，已宣言废弃中德间一切条约，山东一切物权租让都收归了”，因此，“日本便也不能因为有攻取青岛的‘功劳’，便占有青岛”，“日本人不能拿我们没承认和约来强迫我们奉行”，这就“证明日本人要求直接交涉的没根据”了。他大声疾呼：“为了国权，为了人道”，我们要团结起来，坚决反对中日直接交涉。北洋政府在全国人民的反对浪潮中被迫通知日本，声明“未便与贵国开议”。因而日本帝国主义的阴谋未能得逞。

五四运动中工人阶级和人民群众显示出来的伟大力量，使高君宇认识到只有依靠群众的力量才能改造社会。因此，他在1919年10月毅然参加了邓中夏主持的旨在“增进平民知识，唤起平民自觉心”的“平民教育讲演团”，并成为讲演团的主要骨干。

1920年3月14日，在讲演团的第三次常会上，选出了以邓中夏为总务干事、高君宇为文牍干事的新的领导机构，并确定了“除城市讲演之外，并注重乡村讲演，工场讲演”的活动方针。4月3日至8日，他们利用春假的机会，组织团员分成数组，深入到以丰台、长辛店、通州为中心的乡村、工场进行讲演。

高君宇是第一组成员，到丰台向群众讲演，这是他首次与工农结合的尝试。从5月到11月之间，高君宇和邓中夏、杨钟健、张国焘等还到北京南城模范宣讲所屡次讲演。每逢假日，特别是遇上庙会，他们就打着旗帜，敲着锣鼓，到街头闹市宣讲五四精神。高君宇先后以《人的生活》 《什么叫 “自治”——它的意义、 形式和功能》 《私产制度与婚姻》 等为题，进行了多次激动人心的讲演。在讲演活动中，他们经常遭到军警的阻拦，但是高君宇等不畏强暴，总是据理力争。5月30日，高君宇和邓中夏、张国焘、杨钟健4人在南城模范宣讲所讲演时，遭到该管区警察的阻拦。高君宇对台下群众高声讲道：“列位呀，我们平民教育讲演团，无非是要平民受同等的教育。现在他们连教育都不准你们享受了！”立时激起了听众对反动军警的仇恨情绪，“台下掌声如雷，很有愤怒的样子”。他们的宣传活动是很有成效的。

高君宇经过五四运动的锻炼和深入工农中接受教育，很快成为一名具有初步共产主义思想的知识分子。