בטורקיה ובתקופת מלחמת העולם הראשונה.
לצד מהפכות באימפריה העות'מאנית, קיים בן-צבי פעילות מפלגתית למען גיוס יהדות טורקיה להגברת האוטונומיה בהתנהלות ארץ ישראל, הגדלת מכסות העלייה וביטול ההגבלות על התעשייה. הצעתו לחקר מצב הפועלים והמשכילים מבין יהדות טורקיה התקבלה והובילה למסעו לביקור הקהילות היהודיות בשטחי טורקיה, יוון, לבנון וסוריה. במסעות אלו ערך מפגשים רשמיים עם מנהיגי הקהילות ונציגיהם במוסדות השלטון, אך התפנה גם לקיום מחקרים וערך הכרות ראשונית עם השבתאים. בשנת 1912 יצא שוב לצורך לימודי משפטים בסלוניקי ולאחר מכן באוניברסיטת איסטנבול. רשמיו מטורקיה הודפסו בביטאון המפלגה "האחדות". במהלך ביקורו התרשם בן-צבי מ"פדרציית העובדים הסוציאליסטית" בהנהגתו של אברהם בן-ארויה ומאמרו הראשון בביטאון "האחדות", שנקרא "הפועל היהודי בתוגרמא" עסק בהשפעה הסוציאליסטית על ארגוני הפועלים אשר יובאה מבולגריה לאימפריה העות'מאנית והוא התמקד בפדרציית העובדים אשר הובילה לדבריו, לאיחוד בין הפועל היהודי לפועלי שאר העמים. עם פרוץ מלחמת העולם הראשונה (1914) נפסקו לימודיו והוא שב לארץ ישראל. יחד עמו למדו דוד בן-גוריון, ישראל שוחט ודוד רמז. בירושלים, בראותו שמרבית יושבי הארץ נתינים זרים העשויים לעמוד בפני גירוש, פעל להקמת ועד להתעתמנות. בניסיון נוסף להעמקת הקשר עם השלטונות העות'מאנים פנה למפקד על ירושלים וייסד בהסכמתו כוח יהודי מגן על העיר.
מערכת "האחדות" נסגרה בעקבות מאמר שפרסמה בתגובה לגירוש יהודי יפו (בשנת תרע"ה). בן-צבי ושותפו לפעילות הפוליטית, דוד בן-גוריון, נאסרו בגין פעילותם הציונית ונידונו לגירוש מארץ ישראל לצמיתות. ממצרים הגיעו יחדיו לארצות הברית, שבה הקימו יחד את תנועת "החלוץ" המקומית וייסדו עבורה סניפים. יחד גם כתבו את תקנות "החלוץ", שתורגמו ונשלחו לאירופה, וכן פרסמו את הספר ארץ ישראל בעבר ובהווה (מאוחר יותר יצא גם ברוסיה) וערכו את ספר יזכור. מאמריו של בן-צבי בנושא ארץ ישראל ועתידה פורסמו בעיתון "דער אידישער קאָנגרעס". עם ראשית המנדט הבריטי על ארץ ישראל, יצאו בן-צבי ובן-גוריון בקריאה לגיוס יהדות ארצות הברית לגדוד העברי, ובאותה שנה חזרו לארץ כטוראים בגדוד "קלעי המלך". בן-צבי שהה באמריקה שלוש שנים. טרם הגעתם לארץ יצאו לאימונים בקנדה, וממנה עברו לאנגליה ולמצרים.
ב-31 בדצמבר 1918 נישאו יצחק ורחל ינאית, בטקס שערך אלכסנדר זיסקינד רבינוביץ'.
בתקופת המנדט הבריטי.
בשנת 1919 התקיימה ועידת היסוד של מפלגת "אחדות העבודה", כאיחוד בין "פועלי ציון" ופועלים הבלתי מפלגתיים. בן-צבי נבחר למרכז ועידת היסוד. בכינוס במועצה העולמית של ברית פועלי ציון בשוודיה נבחר לחבר המשלחת להכנת תוכנית פעולה לארץ ישראל, ובשנת 1921 היה פעיל מרכזי במשלחת וחיבר את פרקי הדו"ח הנוגעים למצב המדיני, ארגון היישוב ופרשת ועד הצירים. באותה שנה אירע פילוג במפלגה העולמית, ובעקבותיו נבחר בן-צבי להנהלת הברית העולמית פועלי ציון-ציונים סוציאליסטים בארץ ישראל.
בשנת 1920 מונה על ידי הנציב העליון הרברט סמואל לחבר המועצה הממשלתית. כהונתו במועצה נמשכה שבעה חודשים, עד להתפטרותו בעקבות התנהלותה במאורעות תרפ"א (1921); בהם השתתף בפעולות "ההגנה", והיה נציג היישוב בפני שלטונות המנדט.
בן-צבי היה בין עשרת חבריה הראשונים של הסתדרות העובדים הכללית; ועם ייסודה נבחר לחבר הוועד הפועל של ההסתדרות בעל אחריות על עובדי הממשלה, פועלי הרכבת והסקטור הערבי, שעבורו הקים את העיתון "אתאחד אל-עמל", שיצא לאור בין השנים 1925–1928. כן היה ממונה על קופת פועלי ארץ ישראל, אשר נמנה בעבר עם מייסדיה. בשנות חברותו בוועד הפועל יצא בשליחויות בינלאומיות שונות לכנסים מקצועיים. מטעם "אחדות העבודה" יצא לכנסי האינטרנציונל הסוציאליסטי והשתתף בקונגרסים הציוניים בשנים 1923, 1927 ו-1929.
בן צבי וינאית היו מהתושבים הראשונים בשכונת רחביה. הם רכשו חלקת אדמה עליה נבנה ב-1924, עוד לפני בניית בתי הקבע של השכונה, צריף בן שישה חדרים מעצים אותם קיבל כחייל משוחרר מהצבא הבריטי. בצריף התגוררה במשך שנים רבות המשפחה כולל אביו של בן צבי, והוריה של ינאית, והוא שימש כאחד ממרכזי הפעילות של הנהגת היישוב בירושלים. בהמשך נבנה על החלקה שלהם בית דירות, והם קיבלו בו דירה בת שלושה חדרים. בשנת 1950 פורק הצריף הועבר לקיבוץ בית קשת, לשמש בית תרבות לזכר בנו.
לפי אברהם תהומי בשנת 1924 היה בן צבי שותף בהחלטה על רציחתו של פעיל העדה החרדית יעקב ישראל דה האן, במה שנחשב לרצח הפוליטי הראשון בארץ ישראל בזמן המודרני.
בשנת 1927 נבחר למועצת עיריית ירושלים, ומונה להנהלת העירייה. בעקבות מאורעות תרפ"ט ב-1929 התפטר במחאה על התנהלות העירייה. בשנים 1934–1938 כיהן בשנית בעירייה. בין השנים 1920–1948 היה חבר אספות הנבחרים מטעם "אחדות העבודה" ומפא"י. בכל שנות כהונתו היה חבר הנהלת הוועד הלאומי, ומשלהי כהונת אספת הנבחרים השנייה היה למחליפו של דוד ילין כיו"ר הוועד. בתקופת אספת הנבחרים הרביעית היה נשיאו. לאורך שנים אלה השתתף בחיבור פרקים היסטוריים על אודות ארץ ישראל בפרסומים רשמיים ובדו"חות לגורמים בינלאומיים, בהם ועדת החקירה האנגלו-אמריקאית לענייני ארץ ישראל. בשנת 1937 נבחר גם להנהלת הסוכנות היהודית.
בשנת 1933 קיבל בן-צבי תואר כבוד של האימפריה הבריטית מאת מלך בריטניה אדוארד השמיני, ובשנת 1937 ייצג את היישוב העברי (כמושבה בריטית) בהכתרת ג'ורג' השישי, מלך הממלכה המאוחדת בלונדון, כאשר הוא לבוש בהידור בריטי ורעייתו רחל עם אבנט ועליו מגן דוד בולט.
ב-1939 היה בין נציגי היישוב בוועידת השולחן העגול בלונדון.
חבר הכנסת.
בן-צבי היה אחד מחברי מועצת העם שכוננה לקראת הקמת מדינת ישראל, ומתוקף כך, אחד מחותמי מגילת העצמאות. כחבר מועצת המדינה הזמנית נשא בה דברים שש פעמים, והעלה בה לדיון את שאלת מצב העיר ירושלים תחת מצור. לאחר הקמת מדינת ישראל נבחר לחבר הכנסת מטעם מפא"י. בכנסת הראשונה היה חבר ועדת הפנים ובכנסת השנייה היה חבר ועדות הפנים והכנסת.
במסגרת תפקידו הִרבה בן-צבי לעסוק בענייני רשויות מקומיות, ובייחוד ירושלים, ובענייני חוקה ודיני עונשין. בשנת 1950 מונה לחבר ועדת החקירה הממשלתית בנושא חינוך ילדי עולים. עוד בפעילותו הפרלמנטרית קרא לשוויון זכויות בין המינים, הגנת אסירים בבתי סוהר, דרש מתן זכות כניסה לישראל לשומרונים ועמד על שמירה על יחסים תקינים עם ערביי ישראל. בשנות כהונתו בכנסת, קיבל את רשות הדיבור במליאה 45 פעמים. בדבריו הרבה להתייחס ולצטט מכְּתבים יהודים היסטוריים. השאילתה הראשונה שהציג נגעה בשאלת העדה השומרונית.
נשיא המדינה.
לאחר פטירתו של חיים ויצמן, הציע דוד בן-גוריון את בן-צבי כמועמד מפא"י לנשיאות המדינה בישיבת המפלגה שנערכה ב-26 בנובמבר 1952. בהצבעה החשאית ניצח בן-צבי את יוסף שפרינצק בהפרש של 14 קולות.
ב-8 בדצמבר 1952 נבחר לתפקיד, נבחר אליו בשנית ב-1957 ופעם נוספת ב-1962 בתמיכת 62 ח"כים של הקואליציה ובהימנעות 42 ח"כים של האופוזיציה. בן-צבי היה לנשיא המדינה היחיד שנבחר לשלוש כהונות, ובעת מועמדותו לכהונה שנייה ושלישית היה מועמד יחיד לתפקיד, ללא מתנגדים. בראשית כהונתו השלישית הלך לעולמו, ב-23 באפריל 1963 (כ"ט בניסן תשכ"ג).
יצחק ורחל בן-צבי סירבו לעבור מביתם ברחוב אבן גבירול בירושלים למעון יוקרתי וייצוגי. על כן, רכשה ממשלת ישראל ממשפחת ולירו את מתחם בית הנשיא יצחק בן-צבי ברחוב אלחריזי 17. בביתם קיימו את תפקידיו המסורתיים של נשיא המדינה; בערב ראש חודש נהגו להזמין לביתם נציגי עדות וגלויות שונות, ובתקופת כהונתו התארחו באופן זה נציגי יהדות תימן, צפון אפריקה, פרס, בוכרה, הונגריה, בבל, רומניה, כורדיסטן, צ'כוסלובקיה, מצרים, איטליה, הודו, יוון, בולגריה, בריטניה ואירלנד וארצות אמריקה הלטינית. במסגרת פעילויותיה הרשמיות של רחל הוקמה קרן בית הנשיא לילדי ישראל. בתקופת כהונתו נפתח בית הנשיא לציבור הרחב פעמיים בשנה, בחול המועד סוכות וביום העצמאות. ב 1958 יצא הנשיא בן צבי לביקור ממלכתי בהולנד ובלגיה בהענות להזמנת מלכי מדינות אלה. ב 1959 יצא לביקור רשמי בבורמה, ידידת ישראל היחידה באסיה.
באוגוסט 1962 יצא בן-צבי לסיור ממלכתי באפריקה, במסגרתו ביקר ברפובליקה המרכז-אפריקאית וברפובליקה של קונגו וחתם על הסכמי שיתוף פעולה עמן.בן-צבי נהג להשתתף בשיעור גמרא שבועי, וסירב להשתתף בחגיגות פתיחת בית כנסת רפורמי בירושלים.
במסגרת סמכות החנינה שבידי הנשיא, הונחו בפני בן-צבי בין היתר בקשותיהם לחנינה של נידונים במשפטים בעלי עניין ציבורי, ובהם אדולף אייכמן ומתנקשיו של ישראל קסטנר. בתוקף סמכות החנינה שחרר בן-צבי ממאסר את כל המורשעים בטבח כפר קאסם ובראשם שמואל מלינקי.
מותו והנצחתו.
בן-צבי נפטר שבוע לפני יום העצמאות והובא לקבורה בהר המנוחות, לצד קברי הוריו. אל מסע ההלוויה הגיעו המוני אדם. המשטרה איבדה שליטה: דיפלומטים נדחקו הצידה, וסדר הושג רק לאחר התערבות כוחות צבא בפיקוד אלופי צה"ל שנכחו במקום.