In 1923 was Dimitrov een van de leiders van een grote communistische opstand in Bulgarije. Toen de opstand werd onderdrukt, ging hij naar Moskou waar hij voor de Komintern (Communistische Internationale) ging werken. In het begin van de jaren dertig werkte hij als Komintern-agent in Duitsland. Na de brand in de Duitse Rijksdaggebouw in 1933 werd Dimitrov samen met twee andere Bulgaren, de Duitse communist Ernst Torgler en de Nederlandse metselaar en communist Marinus van der Lubbe gearresteerd. Tijdens het proces verdedigde hij zich moedig tegen Hermann Göring en de nazi's moesten hem vrijlaten. Na zijn vrijlating ging hij direct naar Moskou terug en werd benoemd tot secretaris-generaal van de Komintern (1935-1943).