1918年6月23日，蔡和森同誌受學會的委托，赴北京組織赴法勤工儉學事宜。這時楊懷中先生已應聘到了北京大學當教授，經楊老師介紹，蔡和森來到留法儉學會，與李石曾等人取得了聯系。蔡和森會見了北京大學校長蔡元培和著名新文化運動的領袖李大釗，他寫給毛澤東同誌的信中說：“只計大體之功利，不計小已之利害，墨翟倡之，近來俄之列寧頗能行之，弟願則而效之。”在新民學會會友中第壹個吹響了歡迎十月革命的號角。
1919年12月25日，蔡和森同誌與母親葛健豪、妹妹蔡暢以及向警予壹起在上海乘坐“央脫萊蓬”號法國郵船赴法勤工儉學。來年2月，蔡和森進入了蒙達尼男子中學學習。在法國期間，蔡和森研讀馬克思主義著作，認真研究俄國十月革命的經驗，成為堅定的馬克思主義者。
1920年5月，蔡和森打破破舊的婚姻制度，與向警予在蒙達尼自由結婚。
1920年7月初，新民學會從法國各地先後來到蒙達尼，7月6日到10日，新民會在蒙達尼公學的教室裏舉行了五天會議，會上蔡和森提出了以“改造中國和世界”為學會的方針，得到了大家的贊成。
1921年7月，蔡和森與工學世界社成員開會討論建立***產黨的問題。同年蔡和森在法國發起了建黨活動，組織了中國***產主義青年團旅歐支部，周恩來任總支書記。
1921年10月，蔡和森因領導留法勤工儉學學生鬥爭被法國政府強行遣送回國。年底，蔡和森回國，在上海經陳獨秀等介紹加入***產黨。並在中***中央從事黨的理論宣傳工作，成為黨早期重要的理論家和宣傳家。