五四运动影响，经常阅读《新青年》等进步刊物。1920年11月，曾经和台湾总督府医学专门学校四年级同学组织观光团，赴革命根据地广州旅行，参观了黄花岗七十二烈士墓和孙中山的护法军政府。1921年10月，参加台湾文化启蒙运动以及台湾农民运动，出任林献堂、蒋渭水、蔡培火等人组织的台湾文化协会理事。1925年，担任台湾二林蔗农组合的负责人，同年10月领导了二林蔗农事件，10月23日李应章于诊所遭到逮捕，被判处8个月徒刑，入狱期间李应章家中被烧毁，其父亲病逝，为农民运动付出相当大的代价。后因躲避台湾总督府通缉，