לאחר פיטורי השומרים הצ'רקסים של סג'רה היה בן־גוריון, לדבריו, השומר היהודי הראשון של המושבה. מתחילת חורף 1908–1909, הלכו ורבו ההתנגשויות בין תושבי סג'רה לערביי הסביבה. ביום האחרון של חג הפסח 1909, נרצח שומר החווה על ידי שני תוקפים ערבים. קבוצות פועלים יצאו בעקבות הרוצחים, אולם שלושה מהם, ובהם בן־גוריון, נקלעו למארב, וחברו, שמעון מלמד, נורה ונהרג לנגד עיניו. הרצח גרם לו לזעזוע נפשי והשפיע מאוד על השקפותיו בנושאי ביטחון וכוח עצמי. לאחר האירוע, נבחר בן־גוריון לוועד פועל גלילי בן עשרה אנשים, שתפקידו היה לדאוג לביטחון מושבות הגליל. נראה כי בן־גוריון הוא האיש שכתב את הכרוז שפורסם אז מטעם "פועלי ציון": "המובחרים שבנו נופלים חללים מחץ הפרא הערבי, ואנו שואלים בדאגה: איכם, איכם, בני המכבים? צאצאי בר־גיורא ובר־כוכבא, בואו לרשת מקום הגיבורים הנופלים, אשר נפלו במלחמתם בעד חירותם ועמם!". אולם אף על פי שעסק בשמירה באופן פעיל, בן־גוריון לא קיבל הזמנה להצטרף לארגון בר גיורא ולא לארגון השומר. על פי חישובי הביוגרף שבתאי טבת, בן־גוריון שהה בסג'רה שנה וחודש ולא שלוש שנים כדברי בן־גוריון עצמו. באמצע סתיו 1909 עזב את סג'רה והלך לעבוד בימה (יבנאל). בדרכו לשם התנפל עליו ערבי, ששדד ממנו את כל רכושו. מאחר שהיו בקרבת כפר ערבי, בחר שלא לשלוף את נשקו כדי להגן על עצמו, אך התלונן במשטרה הטורקית והגנב נשפט ונכלא. בן־גוריון נשאר בימה מספר שבועות ולאחר מכן עבר למושבה זכרון יעקב. הוא החליט ללכת אליה משום שקיווה שאחיותיו תחלטנה לעלות לארץ ישראל וסבר כי זו "המושבה היחידה" בה תוכלנה למצוא עבודה, אולם הן נשארו בפלונסק. במשך מספר החודשים בהם שהה במושבה, החל ללמוד מעט ערבית וצרפתית, והחליט ללמוד משפטים. לשם כך הקדיש את רוב לילותיו ללימודים. הוא התגורר יחד עם פועל אחר באסם של אחד מאיכרי המושבה.
בירושלים 1910–1911.
בוועידת "פועלי ציון" שהתקיימה באביב 1910, תבעו יצחק בן־צבי ורחל ינאית לצרף את בן־גוריון למערכת העיתון "האחדות", ביטאונה של מפלגת "פועלי ציון". באמצע השנה התבשר בן־גוריון כי נבחר, ובעקבות זאת עבר להתגורר בירושלים. הוא שכר חדר מרתף ב"חצר פלויד" וסבל רעב גם במשך השנה שחי בירושלים, אולם רכש לו במהלכה שני חברים קרובים: רחל ינאית ויצחק בן־צבי. בגיליון הראשון של "האחדות", כתב בן־גוריון בעילום שם שני מאמרים לרגל ביקורו של החכם באשי בארץ ישראל. בגיליון השני כבר העז לחתום בשם החדש שבחר לעצמו: "בן־גוריון". בשם זה נקראו שני אישים מתקופת המרד הגדול של היהודים ברומאים במאה ה־1 לספירה: נקדימון בן גוריון, מפרנסי ירושלים, ויוסף בן גוריון, מראשי "ממשלת החירות" בעיר בתחילת המרד. ייתכן שעמידתו של יוסף בן־גוריון בראשות הממשלה היהודית העצמאית הנאבקת לשחרור, היא שהשפיעה על דוד גרין הצעיר לאמץ לעצמו את שמו.
במחצית 1911 שהה יותר מחודש בפולין ונפגש עם משפחתו. בסוף יולי נסע משם עם יצחק בן־צבי לווינה, לייצג את "פועלי ציון" של ארץ ישראל בוועידה השלישית של הברית העולמית של המפלגה. בהזדמנות זו ביקר לראשונה בפרלמנט האוסטרי. צירי הוועידה כעסו על הצהרתם של בן־גוריון ובן־צבי, כי הפועלים בארץ ישראל הם שיגשימו את הציונות ולא הציונים היושבים בגולה, וכי אחדותם של כל הפועלים בארץ ישראל חשובה בעיניהם מהקשר שלהם אל מפלגתם בגולה, וקיבלו החלטה המאשימה את שני הצירים מארץ ישראל ב"ספאראטיזם" (בדלנות).
התעת'מנות 1911–1914.
עוד בסג'רה הבשיל בבן־גוריון רעיון ה"התעת'מנות": ויתור של יהודי ארץ ישראל על נתינותם הזרה והפיכתם לאזרחי האימפריה העות'מאנית, כדי שיוכלו לפעול בתוך מסגרותיה החוקיות. לצורך כך נדרשה מנהיגות שתכיר את שפת המדינה ואת חוקיה, ותזכה למעמד רשמי במוסדות השלטון בבירה. באופן זה תוכל להיאבק על עלייה והתיישבות יהודית בארץ ישראל.
מתוך כוונה לארגן כוח פוליטי שייצג את יהודי האימפריה העות'מאנית בפרלמנט הטורקי, החליט בן־גוריון ללמוד משפטים באיסטנבול. כדי להתקבל ללימודים, נדרשו תעודת בגרות וידיעת השפה הטורקית. יצחק בן־צבי הצליח להשיג עבורו תעודת בגרות מזויפת, וכדי ללמוד טורקית, הפליג בן־גוריון לסלוניקי, משום ששם היה מספר רב של פועלים יהודים שפועלי ציון קיוו לארגן אותם ולהחדיר בהם תודעה ציונית. ב־7 בנובמבר 1911 ירד בנמל סלוניקי. הוא התגורר אצל משפחה יהודית שומרת מצוות, ולמד טורקית מסטודנט יהודי בפקולטה למשפטים. בנוסף לכך, למד גם צרפתית. לאחר שעבר בהצלחה את מבחני הבגרות בטורקית, נסע בשנת 1912 לאיסטנבול. ביוני ניגש לבחינות הכניסה לאוניברסיטה, בהן נחל הצלחה מלאה, ובאוקטובר החלו לימודיו באוניברסיטה. בין הסטודנטים הציונים שהתקבצו סביב בן־גוריון ובן־צבי היו גם סטודנטים מארץ ישראל, ובהם: ישראל שוחט, דוד רמז ומשה שרתוק. בן־גוריון נבחר למזכיר אגודת הסטודנטים היהודים. אולם באוקטובר גם פרצה מלחמת הבלקן הראשונה ולאחר כחודש אחד של לימודים, החליטו בן־גוריון ובן־צבי לחזור לארץ ישראל עד שיתבהר המצב. לבקשתו של בן־גוריון, תמך בו אביו כלכלית: הוא שילם עבורו את החובות שצבר בארץ ישראל, את הוצאות שהותו בסלוניקי ואת שכר הלימוד והוצאות המחיה שלו באיסטנבול. בתחילת מרץ 1913 חזר בן־גוריון עם בן־צבי לאיסטנבול, שם חלק איתו חדר, ובסוף אפריל התחדשו הלימודים. במהלך השנה, נסע בן־גוריון לווינה, לוועידה העולמית של פועלי ציון ולקונגרס הציוני. בדצמבר 1913 נפתחה שנת הלימודים השנייה, אך בינואר 1914 סבל מ, אושפז בבית חולים ונסע להתאושש בבית אחותו בלודז'. בסוף אפריל חזר לבחינות באיסטנבול, ועמד בהן בהצלחה. ב־28 ביולי הפליג יחד עם בן־צבי באונייה רוסית לחופשה בארץ ישראל, וב־1 באוגוסט נודע לנוסעים בלב ים על פרוץ המלחמה בין רוסיה לגרמניה. בן־גוריון ובן־צבי חזרו לארץ ישראל בחזות עות'מאנית: חליפה על פי האופנה הטורקית, תרבוש אדום ושפם עבות. בן־גוריון לא סיים את לימודי המשפטים באיסטנבול.
לאחר כניסת טורקיה למלחמה לצד מעצמות המרכז באוקטובר 1914, נדרשו נתיני מדינות אויב, ובהן רוסיה, להתעת'מן או לצאת מארץ ישראל. בתוך ההתלבטות בציבור העולים היהודי, החליטה מפלגת פועלי ציון להתעת'מן ולהישאר בארץ, ובן־גוריון ובן־צבי עשו כן. הנימוק לכך היה החשש מתגובה טורקית קשה נגד היישוב היהודי וכן החשש מאובדן האחיזה היהודית בארץ עקב היציאה ממנה. בן־גוריון ובן־צבי הצטרפו ל"ועד ההתעת'מנות" שהוקם בירושלים, ואף ביקשו וקיבלו את רשותו של המפקד הטורקי בעיר לגייס גדוד מיליציה יהודי להגנה על ארץ ישראל, שהחל להתאמן במגרש הרוסים. אולם לאחר שהופסקו הגירושים ההמוניים של נתינים זרים עקב התערבות הדיפלומטים הזרים, החליט ג'מאל פאשא לגרש מארץ ישראל את כל מי שקשור בפעילות ציונית. בן־גוריון ובן־צבי נאסרו ונחקרו על קשריהם עם התנועה הציונית העולמית. הם שוחררו בערבות וכינסו את חברי הוועד המרכזי של "פועלי ציון", שהחליט שאם יגורשו, יקימו בארצות הברית תנועה חלוצית. מאחר ששמותיהם הופיעו ברשימת הצירים לקונגרס הציוני, הם קיבלו זמן קצר לאחר מכן צו גירוש מהקיסרות העות'מאנית. על הצו כתב המושל כי הם מגורשים "לעולם ועד". כשסיפר ליחיא אפנדי, חבר ערבי שלמד איתו באיסטנבול, על קבלת הצו אמר לו חברו: "כידיד שלך – אני מצטער. כערבי לאומי – אני שמח". הייתה זו הפעם הראשונה שבן־גוריון נתקל בגילוי של לאומנות ערבית. בסוף מרץ 1915 הועלו בן־גוריון ויצחק בן־צבי על ספינה לאלכסנדריה, ללא מסמכים, וכשהגיעו אליה נאסרו על ידי הבריטים כאזרחי אויב. בהתערבות קונסול ארצות הברית הם שוחררו. השניים טיילו בפירמידות ובקברי הפרעונים, אך ברוב הזמן קיימו פגישות ציוניות. בקהיר התווכחו עם יוסף טרומפלדור, וטענו בפניו כי הקמת יחידה צבאית יהודית (גדוד נהגי הפרדות) שתצורף לצבא הבריטי במלחמתו בטורקיה, עלולה לגרום לממשלה הטורקית להגיב בפרעות ביהודים בארץ ישראל ולהביא לחורבן היישוב העברי. לאחר מספר שבועות הפליגו לניו יורק. את דמי הנסיעה הם קיבלו לבקשתם מציוני ארצות הברית. ההפלגה ארכה חודש ימים, כולל חניית ביניים באתונה, במהלכה ביקר בן־גוריון באקרופוליס.
בארצות הברית 1915–1918.
בן־גוריון ובן־צבי הגיעו לניו יורק ב־17 במאי 1915 והורשו להיכנס לארצות הברית כמהגרים. תחנתו הראשונה הייתה משרד פועלי ציון בניו יורק. עוד לפני היציאה מהארץ, הוחלט בישיבת מנהיגי פועלי ציון שחבריה יקימו בארצות הברית את תנועת החלוץ – יאתרו צעירים יהודים שמוכנים לעלות לארץ ישראל ולעבוד בה. מנגנון המפלגה בניו יורק ארגן לבן־גוריון ולבן־צבי מסעות ברחבי ארצות הברית ומפגשים בקהילות היהודיות, אולם אלה נכשלו והשניים הצליחו לגייס רק כ־150 מתנדבים לתנועה. כחודש לאחר בואו לארצות הברית, התפרסם מאמרו "לקראת העתיד", בו ניסח לראשונה את השקפותיו המדיניות ואת התביעות שלדעתו העם היהודי צריך להעמיד בפני ועידת השלום לאחר המלחמה, ובראשן: הכרה "בזכות העם העברי לכונן מולדת בארץ ישראל". לצורך כך, יש "להתרכז, להתערות ולהתאחז" בה. אולם לטענתו, "כיבוש ארץ למטרה שכזו אינו בא על ידי הבטחת זכויות פוליטיות וערובות דיפלומטיות, אלא על ידי עבודה יישובית ממושכת, השתרשות והתערות בקרקע... והתרבות האוכלוסייה היהודית עד כדי היות רוב גדול ומכריע בארץ". בהמשך כתב: "ארץ לא מקבלים, אלא כובשים, אנחנו נכבוש את הארץ בבנותנו אותה".