בפברואר 1949 הוזמן ברנל להשתתף בכנס שלום שנערך בניו יורק, אלא שה-FBI, שהכיר את דעותיו הפוליטיות, החליט למנוע את כניסתו, ושגרירות ארצות הברית בלונדון סרבה להנפיק לו ויזה. מאורע זה היה בניגוד גמור לביקורו הקודם בשגרירות, שמונה עשר חודשים קודם לכן, לשם קבלת מדליית החרות (Medal of Freedom with Bronze Palm) עבור "שירותיו הראויים לשבח בפיתוח ובמחקר המדעי בזמן המלחמה". במקום הכנס בניו יורק נסע ברנל באפריל 1949 לפריז להשתתף ב"קונגרס העולמי של הפרטיזנים של השלום" (World Congress of the Partisans of Peace), כינוס שרוב המשתתפים בו היו קומוניסטים, וקיבל תמיכה גלויה מהקומינפורם. ז'וליו-קירי שימש כנשיא, וברנל, שעזר לארגן את הכנס, היה סגן הנשיא. טון הנאומים בקונגרס, שמטרתו המוצהרת הייתה דו-קיום בשלום, היה לוחמני במיוחד, כשהמשתתפים בו נשבעו להיאבק בנאט"ו, והריעו בהתלהבות לשמע הידיעה על נפילת נאנג'ינג לידי צבא השחרור העממי של המפלגה הקומוניסטית הסינית. ניסיון של אחד הנואמים לטעון שכנס למען השלום אינו יכול לתמוך במלחמת האזרחים הסינית התקבל בקריאות בוז.
באוגוסט 1949 טס ברנל למוסקבה להשתתף ב"קונגרס הסובייטי למען השלום", שבו נשא את הנאום שבו תקף את שיתוף הפעולה של המדענים בבריטניה עם הממסד הצבאי. הנאום גרם לאיגוד הבריטי לקידום המדע להחליט למנוע את מינויו לאיגוד (ראו לעיל). ב-15 במרץ 1950 השתתף ברנל בקונגרס נוסף של הפרטיזנים של השלום שהתקיים בסטוקהולם. הקונגרס הבא עמד להיערך בשפילד שבאנגליה בנובמבר 1950, אלא שמשרד הפנים הבריטי סירב לתת ויזות לנציגים רבים, ובהם נשיא הקונגרס, ז'וליו-קירי. פבלו פיקאסו, שהיה אחד הנציגים לקונגרס שהצליח לקבל ויזה, היה אורח במסיבה שארגן ברנל בדירתו שבכיכר טורינגטון, לאותם נציגים שהצליחו להגיע. על פי בקשתו של ברנל צייר פיקאסו בעפרון שעווה על קיר דירתו ציור של שתי דמויות (גבר ואשה) בעלי כנפיים, בדיעבד היה זה הציור היחיד שצייר פיקאסו בבריטניה. חרף היעדרותם של הנציגים החשובים, הוחלט לקיים את הכינוס בשפילד בכל זאת. הכינוס נפתח בנאומו של ברנל במקומו של ז'וליו קירי.
בכינוס של הארגון בוורשה שהתקיים מיד אחרי הכינוס בשפילד, ושנועד לפצות על מיעוט המשתתפים בשפילד, השתתפו כ-2,000 נציגים. ההחלטה הראשונה שהתקבלה בו הייתה לשנות את שם הארגון מ"הקונגרס העולמי של הפרטיזנים של השלום" למועצת השלום העולמית (World Peace Council). ברנל נמנה עם הנואמים בכנס. החלטות הכנס, שברנל השתתף בניסוחן, כללו עשרה סעיפים, הראשון שבהם "דרישה לפינוי כל הכוחות הזרים מקוריאה". הדרישה שהייתה אמורה להיות סיבת הקיום של הכנס, פירוק הנשק הגרעיני, מופיעה רק בסעיף השביעי. הכנס הגדול הבא של מועצת השלום העולמית התקיים בברלין בקיץ 1952, ובנאום שנשא בו ברנל הוא ריכך מעט את התקפותיו על ארצות הברית והתרכז בהצעות להגבלה ולפיקוח על הצבאות וכלי הנשק הקונבנציונליים והגרעיניים.
באוקטובר 1952 ניסה ברנל להתערב למענם של בני הזוג יוליוס ואתל רוזנברג שהורשעו בארצות הברית בריגול לטובת ברית המועצות ונידונו להוצאה להורג בכיסא החשמלי. הוא שלח לבית משפט האמריקאי תצהיר בנושא. לאחר שפרט תחילה את כישוריו האקדמיים ואת ניסיונו הרב בחומרי נפץ מתקופת מלחמת העולם השנייה, טען ברנל בתצהיר כי המידע, שכביכול העבירו בני הזוג לברית המועצות, היה מידע גלוי זה כ-60 שנים. בנוסף נאם ברנל בהפגנה פומבית בלונדון למען בני הזוג, וכתב מכתב ארוך לאלברט איינשטיין בבקשה שיתערב. במקביל בברית המועצות באוגוסט 1952 הוצאו להורג 13 משוררים וסופרים יהודיים חברי הוועד היהודי האנטי-פשיסטי, ובינואר 1953 הועמדו לדין תשעה רופאים יהודים באשמת ניסיון להרוג מנהיגים סובייטיים בהוראתן של סוכנויות אמריקניות, בריטיות וציוניות, אולם ברנל אינו מזכיר אותם בכתביו, כשם שלא הזכיר קורבנות אחרים של המשטר הסובייטי שהכיר אישית.
ב-21 בדצמבר 1953 היה ברנל אחד מעשרה זוכים בפרס סטלין לשלום (3 שנים אחר כך שונה שם הפרס לפרס לנין לשלום). הפרס, שהוחל בחלוקתו לרגל הגיעו של סטלין לגיל שבעים, כלל גם סכום כספי נאה שאפשר לברנל לעבור יחד עם מרגו היינמן לדירה חדשה אחרי שנולדה בתם ג'יין.
ביוני 1955, כשנה לאחר שארצות הברית פוצצה את פצצת המימן באטול, פצצה שהייתה חזקה פי אלף מהפצצה שהוטלה על הירושימה, השתתף ברנל באספה העולמית למען השלום בהלסינקי שבפינלנד (Helsinki World Assembly for Peace) ובנאומו קרא לנוכחים שלא להיות מפוחדים או להפוך לאפאטיים עקב כלי הנשק המבעיתים החדשים, וכי יש לדרוש בתקיפות מכל ממשלות המדינות בהם היה נשק כזה (והוא כלל בכך גם את הסובייטים) להימנע מפיתוחו ולהתחייב שלא להשתמש בנשק זה ראשונים. הוא המשיך להשתתף בכנסים של מועצת השלום העולמית, אם כי אז צמחו ארגוני שלום נוספים שלא היו קומוניסטים ועוררו את חמת הארגון משום שהעזו לתקוף גם את ברית המועצות כמקור לסכנה גרעינית. הבולט שבהם היה "התנועה לפירוק נשק גרעיני" (CND ראשי תיבות של Campaign for Nuclear Disarmament) שבראשה עמד ברטרנד ראסל. ברנל השתתף גם בהפגנות שארגן ארגון זה כנגד מוסדות מחקר גרעיניים בבריטניה.
פרדריק ז'וליו-קירי מת ב-14 באוגוסט 1958 וברנל נבחר לנשיא הארגון. בתפקידו זה הוא ראיין את ניקיטה חרושצ'וב ב-1959, כתב מכתב מחאה לנשיא ארצות הברית דווייט אייזנהאואר, כשהלה הודיע כי בסוף 1959 ארצות הברית לא תהיה עוד כפופה להחלטה להפסיק את הניסויים הגרעיניים. כמו כן כתב הודעה לעיתונות בשם מועצת השלום העולמית בה גינה את צרפת שהחליטה בפברואר 1960, דווקא בעיצומה של הפסקת הניסויים הגרעינים, לפוצץ במדבר סהרה את פצצת האטום הראשונה שלה. ב-1961 חידשה ברית המועצות את הניסויים הגרעיניים וברנל, שחש כי הסכנה גדלה מיום ליום, כתב מכתבים לנשיאים ג'ון קנדי ושארל דה-גול, לראש הממשלה הבריטי הרולד מקמילן ולחרושצ'וב. רק חרושצ'וב ענה לו כי הניסויים הכרחיים על מנת לשפר את יכולת ההגנה של ברית המועצות.
בספטמבר 1961 השתתף ברנל בארגון כנס פוגווש לשלום שהתקיים בלונדון. וזאת אף על פי שהארגון, שברטרנד ראסל היה בין מקימיו ושהיה הקבוצה האנטי-גרעינית החשובה ביותר, היה נייטרלי מבחינה פוליטית, ונטה לזלזל בארגונים בעלי גוון קומוניסטי כמו ה-WPC או ה-WFSW שברנל עמד בראשם. הצלחת המפגש עודדה את ברנל ליזום כנס עולמי, "הקונגרס העולמי לפירוק נשק כללי ושלום", שהתכנס ב-9 ביולי במוסקבה ונכחו בו 2,200 נציגים מכ-120 מדינות. הייתה זו הפעם הראשונה שנציגים מהמערב דיברו בגלוי כנגד ברית המועצות, ואף ניסו לארגן בכיכר האדומה הפגנת שלום, שנבלמה מיד על ידי המשטרה החשאית. בינואר 1963 התקיים באוקספורד כנס שמשתתפיו, חברי קבוצות שלום שונות שהגיעו מכ-18 מדינות, התנגדו לכל שיתוף פעולה עם הקומוניסטים, וסירבו להתיר לנציגים מה-WPC וברנל בראשם להשתתף בדיונים. תוצאת הכנס הייתה הקונפדרציה הבינלאומית לפירוק נשק ושלום (ICDP ראשי תיבות של International Confederation for Disarmament). בין שני הארגונים, בעלי המטרות הזהות לכאורה, הייתה יריבות מרה. ברנל פרש מראשות מועצת השלום העולמית עם סיום הכינוס השמיני של ה-WPC שנערך בהלסינקי ביולי 1965, לאחר שבריאותו התדרדרה.
המשורר הצ'יליאני חתן פרס נובל לספרות, פבלו נרודה, כתב לכבודו שיר שאותו הקריא במליאת הסיום של הקונגרס, והסתיים בשורה "ברנל! ברנל! והיונים תעופנה". לכל אורך התקופה הוא שיקף בנאמנות את השקפת העולם הסובייטית, ולכן לא הייתה לו השפעה ממשית על דעת הקהל במערב. אבל לטענת אנדרו בראון, הביוגרף של ברנל, השפיעו שיחותיו והתכתבויותיו המרובות עם חרושצ'וב על החלטותיו של האחרון להימנע ממלחמה גרעינית עם ארצות הברית בעת משבר הטילים בקובה.
מסעות ברחבי העולם.
במשך שני עשורים מסיום מלחמת העולם השנייה סייר ברנל במדינות רבות, כשהוא משלב סיורי תרבות עם הרצאות באוניברסיטאות, מפגש עם מדענים ואנשי אקדמיה והשתתפות בכנסים מדעיים (כדוגמת הכינוסים התלת שנתיים של האיגוד הבינלאומי לקריסטלוגרפיה) ופוליטיים (כדוגמת הכנסים של הפדרציה העולמית של עובדי המדע או כנסי המועצה לשלום). הוא ביקר כמה פעמים בברית המועצות ובאביב 1954 ראיין את ניקיטה חרושצ'וב, שהחליף את סטלין בשלטון. הראיון שערך עם חרושצ'וב עורר עניין והתפרסם בטיימס ובניו יורק טיימס. הוא ביקר כמה פעמים גם בהודו ובסין, כל פעם לתקופה ארוכה, שבה נפגש עם מדענים והרצה באוניברסיטאות. ב-1954 ביקר בהונגריה וחש באווירת החופש היחסי שהיה לתושבים. אלא שב-1956 גרם הניסיון להתנתק מברית המועצות שהוביל אימרה נוג' לפלישת הצבא האדום להונגריה ולמרד ההונגרי שבא בעקבותיה שבו נהרגו אלפים. ברנל היה מזועזע בתחילה ממאורעות אלו, ואף הגיע לשגרירות הסובייטית בבריטניה להביע מחאה. אלא שלאחר שביקר בהונגריה, שישה חודשים לאחר המרד, הוא השתכנע כי המאורעות לא היו כה נוראים כפי שציירו העיתונים במערב, ואפילו כתב ב"ניו סטייסטמן" כי הפלישה הסובייטית להונגריה הייתה מוצדקת כי היא בלמה את האנטישמיות שגאתה בהונגריה.