במקביל למחקריו המדעיים על מבנה החומרים בעזרת קריסטלוגרפיה של קרני רנטגן היה ברנל פעיל מאוד בתחומים רבים אחרים. לאמונתו בקומוניזם, כדרך האולטימטיבית לשיפור מצב האדם, הייתה השפעה גדולה מאוד על פעילותו החברתית עד סוף ימיו. אמונה זו גרמה לו לעיתים לאבד את יכולתו לראות את התמונה הרחבה, יכולת שאותה הפגין בתחום המדעי, ומדי פעם גם גרמה לו להתכחש לאמת. ב-1923 הצטרף ברנל למפלגה הקומוניסטית של בריטניה, וב-1927 פגה חברותו בה. הדבר אירע לא מתוך מניעים אידאולוגיים, אלא מסיבה מנהלתית (הוא איבד את כרטיס החבר ולא חידש אותו). רק ב-1933, בעקבות לחץ שהפעילה עליו אחת ממאהבותיו, חידש את חברותו במפלגה. במפלגה אז היה בוז מופגן לאינטלקטואלים כדוגמתו, והוא קיבל זאת בהבנה, לכן עיקר פעילותו הפוליטית נעשתה מחוץ למסגרת המפלגתית. פעילות זו לבשה צורה בדמות כתיבת מאמרים לעיתונים, ובעיקר בהקמת גופים ייעודיים על-מפלגתיים (אבל עם קשר הדוק למפלגה הקומוניסטית ובתמיכתה) או בהשתתפות בגופים כאלו.
קידום וארגון המדע.
נושא שעובר כחוט השני בכל כתביו של ברנל, ושלמענו פעל כל חייו, הוא האדרת המחקר המדעי והצורך בארגונו ובקבלת תמיכה ממשלתית בו. ברנל היה אופטימי מאוד ביחס לתרומה שעתיד המדע לתרום לאדם. ב-1929 יצא לאור ספרו הראשון: "העולם, הגוף הגשמי והשטן: חקירה אל תוך עתידם של שלושת האויבים של הנפש ההגיונית" (במקור: "The World, the Flesh &amp; the Devil: An Enquiry into the Future of the Three Enemies of the Rational Soul") שהוא מהספרים הראשונים שעסקו בעתידנות מנקודת השקפה מדעית והוא שופע אופטימיות. הספר בחן נושאים שונים, מטיסה לחלל והיכולת לחיות בחלל החיצון, ועד ההתפתחות העתידית האפשרית של גוף האדם. השנה שבה יצא הספר לאור הייתה גם השנה שבה התחיל השפל הכלכלי הגדול, שהשפיע קשות על כלכלת בריטניה. ברנל, כרבים אחרים, האמין כי המדע יכול לסייע למשק העולמי לצאת מהמשבר. ארגון שבו היה ברנל חבר, שנקרא מועדון "טוֹטְס וּקְווֹטְס" (Tots and Quots – קיצור של המימרה הלטינית שהייתה המוטו שלהם "quot hominess, tot sententiae": "כה הרבה אנשים, כה הרבה דעות"), ואשר הורכב ממדענים, התכנס מדי פעם על מנת לדון בדרכים שבהן יוכל המדע למלא תפקיד זה.
הקומוניסט הנאמן.
בשנת 1931 השתתף ברנל בכינוס הבינלאומי השני על ההיסטוריה של המדע ושל הטכנולוגיה שהתקיים במוזיאון המדע של לונדון. במפתיע הצטרפה לכינוס משלחת בת שמונה חברים מברית המועצות ובראשה ניקולאי בוכארין, אז מנהל המחקר של המועצה הכלכלית העליונה. המשלחת כללה, בין השאר, את ניקולאי ואווילוב, בוטנאי וגנטיקאי, ואת בוריס הסן, פילוסוף של המדע שהרצה על ההסבר המרקסיסטי לעבודותיו של אייזק ניוטון. כינוס זה השפיע באופן מהותי על השקפת עולמו של ברנל. העובדה שבברית המועצות נתמך המדע על ידי הממשלה ואורגן על ידה, נראתה לו כדרך הנכונה לתעל ידע לטובת כלל החברה. אומנם בתהליך זה מאבד המדען את חירותו האינטלקטואלית, "אבל ממילא האינטלקטואלים חיים בעולם הדמיון של אמנות ומדע... והאינטלקטואלים כקבוצה יעדיפו להיכנס לוויכוח סוער מאשר להסכים על בסיס משותף לפעולה יעילה". איבוד החופש האינטלקטואלי, כפי שנדרש על ידי המפלגה הקומוניסטית, נראה בעיניו כקורבן ראוי אל מול הרווח שמושג בכך לכלל החברה.
הצעד הבא היה לחזות במו עיניו ב"גן העדן" הקומוניסטי. ברנל ביקר בברית המועצות ביולי 1931 ושוב באוגוסט 1931. הביקורים חיזקו בו את האמונה בעליונות השיטה הסובייטית. הוא אומנם ראה שתנאי החיים ברוסיה קשים מאוד בהשוואה לאנגליה, אך לתחושתו העם הרוסי קיבל קשיים אלו בהבנה מתוך אמונה שאלו הם קשיים זמניים הנחוצים לבניית עתיד טוב יותר.
למערב הגיעו ידיעות מקוטעות על הרעב הסובייטי 1932–1933, שבו מתו ברעב בין 5 ל-8 מיליון איש, בייחוד באוקראינה, שבה הוא מכונה הולודומור. אלא שכמה אינטלקטואלים שמאלנים אנגלים נודעים, כדוגמת סידני וביאטריס וב וג'ורג' ברנרד שו, שביקרו בברית המועצות בהזמנת הממשל הרוסי לסיור מתוכנן ומבוקר, כתבו במאמרים ובספרים כי השמועות על רעב הן "שטויות". ברנל ומדענים אחרים בקיימברידג' העדיפו לדבוק בגרסת השמאלנים.
בנובמבר 1934 שוב ביקר ברנל בברית המועצות למשך כמה שבועות והרצה בכמה אוניברסיטאות. בת זוגו אז הייתה מרגרט גארדינר (Margaret Gardiner). היא סיפרה שנים אחר כך, שעל אף שכבר היו סימנים לכך שהמצב בברית המועצות אינו אידיאלי כפי שצייר לעצמו ברנל - תנאי החיים של האזרח הרוסי הפשוט הורעו, וניתן היה לחזות בנקל בפולחן האישיות של סטלין, למרות זאת העדיף ברנל להתעלם מתופעות אלו או לפרש אותן לקולא.
המדענים הסובייטים, שכה השאירו עליו רושם בכנס ב-1931, מצאו את מותם בשנים שלאחר מכן במשטר האימים של סטלין. בוריס הסן, יהודי יליד אוקראינה, שמאמרו על ניוטון השאיר רושם עז על ברנל, הוצא להורג ב-20 בדצמבר 1936 באשמת "טרוריזם". ניקולאי בוכארין, ראש המשלחת, אדם שברנל העריץ, נשפט ב-1938 באשמת ניסיון לרצוח את לנין ואת סטלין, הודה לאחר עינויים קשים, והוצא להורג בירייה. ניקולאי ואווילוב, אחד מגדולי הגנטיקאים, שקיבל את ברנל כשביקר בפעם השנייה בברית המועצות, מת בכלא. אין בכתביו של ברנל אזכור למאורעות אלה, אף על פי שברור שידע לפחות על משפט הראווה של בוכארין, והמאורעות שבאו אחר כך הוכיחו כי העדיף להתעלם מעובדות בלתי נעימות אלו.
עליית אדולף היטלר לשלטון בגרמניה ב-1933 גרמה לברנל זעזוע, והוא כתב מאמר בכותרת "המדען והעולם כיום" (The scientist and the world today) שהתפרסם בביטאון "השמאל של קיימברידג'" (Cambridge Left). במאמר פרש ברנל את תורתו, על פיה הפשיזם הוא תגובה פתולוגית לחוסר היציבות הכרוני ולכישלונו הצפוי של הקפיטליזם. הפתרון, על פי ברנל, הוא השיטה הקומוניסטית כפי שיושמה בברית המועצות – "האומה היחידה המראה התקדמות כלכלית וחברתית... הקומוניסטים הם היורשים והמגנים היחידים של המסורת הליברלית".
ההיסטוריון הרברט בטרפילד (Herbert Butterfield) טען שבהפצת דעותיו ובהפגנת המתירנות המינית הגלויה, הצליח ברנל להשפיע על "מאות סטודנטים" תוך כדי "הפגנת התעלמות מזלזלת בעובדות היסטוריות בדוקות".
ב-1934 יצא לאור הספר "היבטים במטריאליזם הדיאלקטי" (Aspects of Dialectical Materialism) ובו אסופת מאמרים של כותבים שונים, ובהם ברנל. במאמרו נקט ברנל בעמדה מרקסיסטית אורתודוקסית, שעל פיה המטריאליזם הדיאלקטי אינה פילוסופיה בלבד אלא תוכנית פעולה ממשית לפוליטיקה מהפכנית. המאמר העלה על נס את החשיבה שביסוד הפילוסופיה. בתגובה האשים הפילוסוף מייקל אוקשוט (Michael Joseph Oakeshott; 1990-1901) שלימד אז באוניברסיטת קיימברידג' כי לברנל , וכי עבור התומכים במטריאליזם הדיאלקטי הוא הפך ל"תאולוגיה שהפכה לאמונה דתית והאמונה הדתית הפכה לדוגמה".
פעילות פציפיסטית.
ב-1933 נבחר ברנל לוועד המנהל הלאומי של "איגוד העובדים המדעיים" (Association of Scientific Workers, בראשי תיבות: AScW), ארגון עובדים של עובדי המחקר באוניברסיטאות. תוך שנתיים כתב ברנל מחדש את מדיניות הארגון ואף הביא לבחירת חברו הטוב, פיטר ווסטר (Peter Wooster), למזכיר הכללי של הארגון. ברנל גם היה חבר ב"קבוצת המדענים האנטי מלחמתית של קיימברידג'" (Cambridge Scientists Anti-War Council בראשי תיבות CSAWG), ארגון פציפיסטי שהוקם על ידי ווסטר (בתמיכה של המפלגה הקומוניסטית של בריטניה) שפעל, באמצעות כתיבת מכתבים לעיתונים, חלוקת עלונים, כרזות פרסומת והפגנות, הן כנגד הפשיזם והן כנגד ההתחמשות של בריטניה.
ב-1934 נסע ברנל לצרפת לפגוש עמיתים למקצוע ולדעה. הוא נפגש עם פול לנז'בן (Paul Langevin), פיזיקאי שהיה קומוניסט כמוהו, והשניים התיידדו. ברנל נהג לצטט אמרה ששמע מלנז'בן: "את העבודה המדעית שאני יכול לעשות יכולים לעשות גם אחרים, אך אם לא תיעשה העבודה הפוליטית לא יהיה מדע בכלל". לנז'בן הפגיש בין ברנל לבין בן חסותו, הפיזיקאי פרדריק ז'וליו-קירי, שזכה שנה אחר כך יחד עם בת זוגו, אירן ז'וליו-קירי (בתה של מארי קירי), בפרס נובל לכימיה. בין ז'וליו-קירי, שהיה אף הוא קומוניסט אדוק, לבין ברנל התפתחה ידידות עמוקה שהפכה לשיתוף פעולה בתחום הפוליטי אחרי מלחמת העולם השנייה.