בשנת 1955 ניהלו אבנרי ו"העולם הזה" מערכה נגד שלטונו הסמכותי של ראש עיריית חיפה אבא חושי, שאותו האשים העיתון בהטלת אימה ובמעשי שחיתות, בסדרת כתבות בה כונתה חיפה בשבועון בשם "חושיסטאן", זמן קצר לאחר מכן הונחו לבנות חבלה במערכת העיתון, שהתגלו לפני שאירע דבר, ופוצץ בית הדפוס בו נדפס העיתון. אבנרי קשר בין פעילותו העיתונאית וחשיפותיו של "העולם הזה" לבין ניסיונות החבלה נגדו, והאשים את הש"ב ושלטון מפא"י באחריות למעשה.
"העולם הזה" צבר פופולריות רבה בישראל וזכה לתפוצה גבוהה באותה תקופה, על אף היותו כלי ביטוי אנטי ממסדי קיצוני. השבועון היה לצנינים בעיני הממסד של מפא"י באותם הימים, וכונה בפיהם "השבועון המסוים". ראש הש"ב, איסר הראל, שחשש כי השבועון מהווה מקור להסתה חתרנית, החליט לממן בשנת 1956 מתקציב שירותי הביטחון הוצאה לאור של שבועון מתחרה, בשם "רימון", הראל קיווה ששבועון זה יגרום לנטישת קוראים של "העולם הזה" ונדידתם ל"רימון", אך "רימון" לא שרד יותר משנתיים.
תנועת הפעולה השמית.
בשנת 1956, על רקע מלחמת סיני, הקים ביחד עם נתן ילין-מור, בועז עברון, עמוס קינן ואחרים את "הפעולה השמית" (שבתחילה דבק בה השם "מחתרת קפה הרלינגר", על שם בית הקפה בו נפגשו חבריה), תנועה רעיונית שדגלה בהשתלבות מדינית של מדינת ישראל עם שכנותיה הערביות ב"מרחב השמי". ב-1957 פרסם אבנרי בעיתונו תוכנית שלום, ברוח התנועה, בשם "איחוד הירדן", בה קרא להקים מדינה פלסטינית בשטחי הגדה המערבית ורצועת עזה, שתקיים קשרי פדרציה עם מדינת ישראל. ב-1958 פרסמה התנועה מניפסט בן למעלה ממאה סעיפים, המסכם את תפיסת עולמה בשם "המנשר העברי – עקרונות הפעולה השמית". התנועה האמינה כי במרחב המזרח-תיכוני קיים לאום/גזע משותף, הוא הלאום/גזע השמי, תחתיו קיימות תתי-קבוצות כמו הלאומים העברי והערבי. מבחינתם על הלאום השמי להתאחד במסגרת קונפדרטיבית. התנועה שאפה לכך שישראל תצטרף ל"מדינות הבלתי-מזדהות", ותשתף פעולה עם ג'ווהרלל נהרו ויוסיפ ברוז טיטו הבלתי-מזדהים ("הנייטרלים"), בהם ראתה את עמודי התווך של העולם הנייטרלי, במאבק כנגד האימפריאליזם המערבי והסובייטי. התנועה הכירה עקרונית בזכות השיבה של הפליטים הפלסטינים, והאמינה שעל ישראל לנקוט מיד ביוזמה פעילה לפתרון חלקי של בעיית הפליטים, תוך התחשבות ב"שיקולים הביטחוניים" של ישראל. התנועה קראה לבטל את כל החוקים והמנהגים המפלים כלפי המיעוט הערבי במדינה (כולל הממשל הצבאי), לבטל את "חוק השבות", ולהקים מדינה פלסטינית ברצועת עזה והגדה המערבית, שתהיה קשורה בפדרציה עם מדינת ישראל, ובכך תהווה למעשה איחוד של ארץ ישראל הדו-לאומית בגבולותיה ההיסטוריים.
עם פרוץ "אירועי ואדי סאליב", הביעו אבנרי ו"הפעולה השמית" תמיכה בדוד בן הרוש, טענו שמעצרו לא היה מוצדק, ותבעו לשחררו. הם הבהירו כי אם יישאר במעצר והדרך היחידה לשחררו תהיה באמצעות היבחרותו לכנסת, יהיו מוכנים להעמידו בראשות רשימתם בבחירות לכנסת הרביעית.
"הפעולה השמית" שאפה לרוץ בבחירות לכנסת הרביעית במסגרת חזית משותפת עם תנועות נוספות, ולשם כך פנתה למספר תנועות, כגון "המשטר החדש" של שמואל תמיר וערי ז'בוטינסקי, המפלגה הלאומית הספרדית בראשות שלמה כהן-צידון, תנועת ליכוד יוצאי צפון אפריקה של דוד בן הרוש ותנועת הכוח השלישי של עו"ד מרדכי שטיין, אך כל ניסיונותיה לאיחוד עם תנועות נוספות עלו בתוהו, ולכן החליטו חבריה שלא לרוץ בבחירות.
ב-1960 הקימו חברי "הפעולה השמית" את "הועד הישראלי למען אלג'יריה חופשית" (בו היו חברים גם חברי הכנסת משה סנה ותופיק טובי, שלמה כהן-צידון ואחרים), שתמך באנשי החזית הלאומית לשחרור אלג'יריה (FLN) בלחימתם בכיבוש הצרפתי של הארץ במסגרת מלחמת העצמאות של אלג'יריה, הביע התנגדות מוחלטת לקו הרשמי של ממשלת ישראל, שתמכה בצרפת והתנגדה לעצמאות אלג'יריה, וטען כי זהו אינטרס ישראלי כמו גם אינטרס יהודי-אלג'יראי לתמוך במאבק ה-FLN.
ב-1963 היו שותפים אבנרי ו"הפעולה השמית", לצד מק"י, אל-ארד וחוגים נוספים, להקמת "הועד היהודי-ערבי לביטול הממשל הצבאי", שיחד עם מפ"ם, מק"י, אחדות העבודה, המפלגה הליברלית וחירות, ניסה לשנות את המדיניות הקיימת כלפי אזרחי ישראל הערבים. "הפעולה השמית" הוציאה דו-שבועון בשם "אתגר", שעורכו היה נתן ילין-מור, ויצא בין השנים 1960 ל-1968.
העולם הזה - כוח חדש.
בשנת 1965, בתגובה לחקיקת חוק איסור לשון הרע, ומתוך מחשבה כי האפשרות היחידה לפרסם מאמרים וכתבות בשבועון "העולם הזה" באופן חופשי, ולהמשיך בקיומו לאחר חקיקת החוק, היא להפוך את עורכיו לחברי כנסת, כך שיזכו בחסינות פרלמנטרית, הקים יחד עם עורך המשנה שלום כהן, אמנון זכרוני ואחרים, רשימה בשם "העולם הזה - כוח חדש", שרצה בבחירות לכנסת השישית עם מצע בעל שמונה עקרונות: הבטחת חופש הפרט בישראל, שחרור מכפייה דתית בישראל, שבירת השעבוד למנגנון, חיסול האפליה העדתית, שוויון זכויות לערביי ישראל, מבצע שלום ישראלי במרחב, החזרת העצמאות המדינית לישראל, ומתן חסינות לדוברי אמת. בבחירות נבחר אבנרי לכנסת לבדו.
במליאה הראשונה של הכנסת השישית היה אבנרי בין 11 חברי הכנסת שהחליטו להימנע בהצבעה על בחירתו של קדיש לוז ליושב ראש הכנסת, משום שחשב שיש למנוע מצב בו שלוש המשרות הייצוגיות החשובות במדינה – נשיא המדינה, ראש הממשלה ויו"ר הכנסת, מרוכזות בידי מפלגה אחת (במקרה הזה מפא"י), והציע למנות במקומו חבר כנסת ערבי.
נוסף על חברותו בכנסת, כיהן בכנסת השישית בוועדת הכלכלה ובוועדת השירותים הציבוריים.
כחבר הכנסת המשיך להיאבק נגד חוק איסור לשון הרע, נגד כפייה דתית ולמען תחבורה ציבורית בשבת, למען גיוס בני ישיבות, לביטול חוק השבות (בתבעו לבטל את ההענקה האוטומטית של אזרחות לכל מהגר יהודי לארץ, ואת האפליה הקיימת בגינה לדידו במדיניות ההתאזרחות בין אנשים מדתות, מוצאים ועדות שונות), למען מדיניות שלום ישראלית, נגד השחיתות ומכירת המשחקים בכדורגל בישראל (תוך תביעתו להקים משרד ספורט בישראל שידאג להשליט סדר בנושא), למען פירוק קופות החולים בישראל, הלאמתן, והנהגת ביטוח בריאות ממלכתי חינם, ולפירוז המזרח התיכון מנשק גרעיני.
אבנרי תמך במלחמת ששת הימים, ומיד עם סיומה הציע להגשים את חזונו מימיו בתנועת "הפעולה השמית" – להקים מדינה פלסטינית עצמאית בשטחים הכבושים של רצועת עזה והגדה המערבית, שתהיה קשורה בקשרי פדרציה עם מדינת ישראל. בהצעתו הוא ראה את הדרך היחידה שגם תשמור על אחדותה של הארץ וגם תשיג את השלום, ודרך טובה יותר מדרך "החזרת השטחים", שתהפוך את ישראל מחדש ל"מדינת גטו", כלשונו, ומדרך "סיפוח השטחים", שתהפוך את ישראל ל"מדינה דו-לאומית בה יהיה תוך דור אחד רוב ערבי". לצד זאת, הצביע בעד סיפוח מזרח ירושלים לישראל. אבנרי יצא נגד ההתנחלות בשטחים שנכבשו, שלדעתו היא "הכרזת מלחמה על העולם הערבי ועל העם הפלסטיני", והוסיף וטען כי יוזמות התנחלות של בודדים (דוגמת עליית משה לוינגר וחבריו לחברון בערב פסח 1968) הן ניסיון לקבוע עובדות בשטח ולאלץ את הממשלה להשלים עם סיפוח השטחים.
בדצמבר היה שותף, לצד אישים כנתן ילין-מור, עמוס קינן, אהרן כהן, פעילים ערבים ממזרח ירושלים, ואחרים, להקמת "התנועה למען פדרציה ישראלית-פלסטינית" ששאפה לממש את החזון בו החזיק אבנרי בדבר הקמת מדינה פלסטינית בשטחי רצועת עזה והגדה המערבית, שתהיה בקשרי פדרציה עם מדינת ישראל, את ירושלים המאוחדת ראו חברי הקבוצה כחלק אינטגרלי ממדינת ישראל, שיש להשאיר תחת ריבונותה גם במקרה של יצירת פדרציה ישראלית-פלסטינית, תוך הענקת שוויון זכויות לערביי העיר. ברוח זו, הציע אבנרי להחליף את המנון מדינת ישראל, "התקווה", ב"ירושלים של זהב".
לקראת הבחירות לכנסת השביעית בשנת 1969, שקלו אבנרי ומפלגתו להתמודד במסגרת רשימה משותפת עם מק"י בראשות שמואל מיקוניס ומשה סנה, "ברית השמאל הציוני סוציאליסטי" של יעקב ריפתין, "רשימת השלום" בראשות גדי יציב ונתן ילין-מור, אנשי "שי"ח" כגון רן כהן ויוסי אמיתי, ופרופסורים, אנשי רוח ואחרים כגון יהושע בר-הלל ועמוס קינן. בסופו של דבר הוחלט נגד ריצה משותפת, כיוון שאבנרי וחבריו הסתייגו מחבירה משותפת עם מפלגות שמאל ומפלגות קומוניסטיות, חבירה שלדעתם הייתה פוגעת בזהותה העצמית של המפלגה כמפלגה ש"אינה ימין ואינה שמאל", קושרת אותה באופן מובהק לחוגים קומוניסטים, ומבריחה בוחרים פוטנציאליים. בבחירות נבחר אבנרי שוב, כשהפעם זכתה רשימתו בשני מנדטים; במנדט השני זכה עורך המשנה שלום כהן.
נוסף על חברותו בכנסת, כיהן אבנרי בכנסת השביעית בוועדת הכלכלה ובוועדת הפנים. באותה קדנציה קרע חברו לסיעה, שלום כהן, את תעודת הזהות שלו במחאה על החלטת הממשלה להמשיך בציון סעיף הלאום בתעודת הזהות. בדיון שלאחר המעשה, בו הוצאה הודעת גינוי חריפה על מעשהו של חברו לסיעה, היה אבנרי לחבר הכנסת הראשון בתולדותיה של הכנסת שהוצא בכוח מן המליאה על ידי הסדרנים, זאת לאחר קריאות ביניים חוזרות ונשנות שלו שהפריעו להודעת הגינוי, וסירובו לצאת מן האולם לאחר שנדרש לעשות כן.
בהיותו חבר הכנסת השביעית, הודה בריאיון עמו לשבועון הסטודנטים של אוניברסיטת תל אביב כי התנסה בסוגים שונים של סמים, "מחשיש ועד LSD".