В 1905 делегат большевистского III съезда РСДРП, избран на нём членом ЦК. Уже в 1905 году по ряду вопросов, в частности, об отношении большевиков к Советам, его позиция была бескомпромисснее, чем у Ленина, он был сторонником предъявления Советам ультиматума о принятии программы РСДРП, тогда как Ленин считал, что подобная прямолинейная тактика только повредит делу. Богданов являлся представителем ЦК в Петербургском совете рабочих депутатов, где был арестован 2 декабря 1905. В мае 1906 освобождён под залог и выслан за границу. Избран от большевиков членом ЦК на IV съезде РСДРП, объединившем большевиков и меньшевиков. В 1906 вошёл в Большевистский центр. Вместе с Лениным и Л. Б. Красиным, которого привлёк на сторону большевиков, составлял руководящую тройку большевистской фракции РСДРП. Нелегально вернулся и жил в Куоккале вместе с Лениным, работая в редакции большевистских органов и при думских фракциях I, II и III Дум.