Militant au lendemain de la guerre dans le Mouvement de la paix, Domenach lutte pour la décolonisation en Indochine et en Algérie, soutenant de Gaulle. Il témoigne en 1951 lors des procès de l'Organisation spéciale (OS), affiliée au MTLD de Messali Hadj, où la défense avait allégué la pratique de la torture pour extorquer des aveux. Il participe aux Brigades de travail en Yougoslavie à la même époque.