Tranmæl ble landskjent da han sammen med Kyrre Grepp stod i spissen for den radikale, halvveis syndikalistisk pregede Fagopposisjonen av 1911, som bidro til at venstrefløyen fikk flertall i Arbeiderpartiet i 1918. Partiet erklærte seg da som revolusjonært, og året etter gikk det inn i den Tredje Internasjonalen (Komintern). Også de 21 opptaksvilkårene, de såkalte Moskvatesene, ble godtatt av partiet og av Tranmæl, som nå var i ferd med å bli Arbeiderpartiets mektigste politiker, selv om han ikke var formell leder. I 1921 brøt den sosialdemokratiske opposisjonen ut av partiet på grunn av dette, og dannet Norges Socialdemokratiske Arbeiderparti, med blant andre Olav Oksvik som sentral person. Men Tranmæl var selv i ferd med å bli skeptisk til Komintern, og i november 1923 meldte flertallet i DNA, med Tranmæl i spissen, seg ut av organisasjonen. De som ønsket å bli værende som seksjon av Komintern, dannet da Norges Kommunistiske Parti. Men Arbeiderpartiet regnet seg fremdeles som sympatiserende organisasjon, og som et kommunistisk parti. Tranmæls rolle i DNA var så sentral at partiet av andre ble omtalt som «» og medlemmene som «». På denne tiden ble Tranmæl omtalt som partiets Mussolini, sannsynligvis på grunn av hans evne til å engasjere og samle sine partikamerater.