muz 1955’te Raúl, Guevara’yı Fidel Castro ile tanıştırdı. Bütün gece süren ateşli bir sohbetin ardından Guevara, Castro’nun aradığı esin kaynağı devrim lideri olduğuna kanaat getirerek Küba diktatörü Fulgencio Batista’yı devirmek için kurulan ‘’26 Temmuz Hareketi’’ne katıldı. Grubun doktoru olmasına karar verildiyse de hareketin diğer üyeleriyle askerî eğitime katıldı, eğitimin sonunda eğitmenleri Albay Alberto Bayo tarafından en göze çarpan öğrenci olarak nitelendirildi. Bu sırada Gadea, Guatemala’dan gelmişti ve Guevara ile ilişkileri devam ediyordu. 1955 yazında hamile olduğunu söyleyince, Guevara hemen evlenmelerini önerdi. 18 Ağustos 1955’te evlendiler ve 15 Şubat 1956’da Hilda Beatriz adını verdikleri kızları doğdu.
25 Kasım 1956’da Tuxpan, Veracruz’dan Küba’ya doğru yola çıkan Granma yatında Kübalı olmayan tek kişi Guevara’ydı. Karaya çıkar çıkmaz Batista’nın askerlerinin saldırısına uğrayan ekibin yarısı hemen orada veya yakalandıktan sonra öldürüldü. Guevara, bu çatışmada kaçan bir yoldaşın düşürdüğü cephaneyi almak için tıbbî malzeme çantasını bıraktığını ve o ânı, doktordan savaşçıya dönüştüğü an olarak hatırladığını yazar. Hayatta kalan 15–20 isyancı kaçarak Sierra Maestra dağlarına saklanır ve Batista rejimine karşı gerilla savaşına girişir.

Yoldaşları tarafından cesareti ve askerî yeteneği nedeniyle saygı gören Guevara isyancılar arasında bir lider, bir "Comandante" olur.. Birçokları için de “acımasızlığı” nedeniyle korkulan kişidir. Muhbir, kaçak ve casus olarak suçlu bulunan birçok kişinin infazından sorumludur. 1958 Aralığının son günlerinde devrimin en önemli olaylarından olan Santa Clara’ya saldıran "intihar timi"ni (isyan ordusundaki en tehlikeli işleri bu tim yapıyordu) yönetti. Generallerinin ve özellikle de General Cantillo’nun ‘’Central America’’ isimli çalışmayan şeker fabrikasında Castro ile buluştuğunu ve isyan lideri ile ayrı bir barış pazarlığı yaptığını öğrenen Batista 1 Ocak 1959’da Dominik Cumhuriyeti’ne kaçmıştır.
7 Şubat 1959’da zafer kazanan hükümet tarafından Guevara “doğuştan Küba vatandaşı’’ ilan edildi. Kısa süre sonra Meksika’dan "Granma" yatıyla yola çıkmadan önce, ayrıldığı Gadea ile evliliğini resmen sona erdirmek için boşanma işlemlerine başladı. 2 Haziran 1959’da, 26 Temmuz Hareketi’nin Küba doğumlu bir üyesi olan ve 1958 sonlarından beri birlikte yaşadığı Aleida March ile evlendi. 

La Cabaña hapishanesinin komutanlığına atandı ve 2 Ocak 1959’dan 12 Haziran 1959’a kadar altı ay boyunca üstlendiği bu görevdeyken Batista rejiminin memurlarının, BRAC gizli servis (Buró de Represión de Actividades Comunistas/Komünist eylemlerin bastırılmasından sorumlu servis) mensuplarının, savaş suçlusu olduğu iddia edilenlerin ve siyasî muhaliflerin yargılanması ve infazından sorumlu oldu. TIME dergisine göre, yönettiği yargılamaların “adil” olmadığı iddia edilmekteydi. Daha sonra Ulusal Toprak Reformu Enstitüsü’nde önemli bir göreve geldi ve Küba Merkez Bankası’nın başkanı oldu. (sık sık parayı kınadığı ve yürürlükten kaldırılmasını desteklediği için bu horgörüyü göstermek adına Küba paralarını takma adı olan "Che" ile imzalamıştır).

Bu sıralarda satranca olan ilgisi tekrar canlanan Guevara Küba’da yapılan ulusal ve uluslararası turnuvalara katılmıştır. Özellikle genç Kübalıları oyunu öğrenmeleri için teşvik ediyor ve onların ilgisini çekecek etkinlikler düzenliyordu.
1959 yılından itibaren Guevara Küba'dan, diğer ülkelerdeki devrimci hareketlere yardım etti ama bunların tümü başarısızlıkla sonuçlandı. İlk deneme Panama’da yapılmıştı, diğer bir eylem de 14 Haziran’da Dominik Cumhuriyeti’nde yapıldı. (“El Argelino” diye de bilinen Henry Fuerte ve Enrique Jiménez Moya önderliğinde.) 

1960 yılında Guevara ‘’La Coubre’’ silah gemisi patlamasında kurbanlara yardım etti. Kurtarma operasyonu sırasındaki ikinci patlamayla birlikte ölü sayısı yüzü aşmıştır. Bu patlamada ölenlerin cenaze töreninde Alberto Korda Che’nin ünlü fotoğrafını çekmiştir. "La Coubre"'nin sabotaj ya da kaza sonucu mu patladığı bilinmemektedir. Sabotaj olduğunu iddia edenler, sorumlu olarak Merkezî Haberalma Örgütü’nü (CIA), ve sabotajı yapan kişi olarak da merkezî eyaletlerdeki Batista karşıtı güçlerden Guevara’nın rakibi olan ve daha sonra CIA ajanı olduğu sanılan William Alexander Morgan'ı gösterirler. Kübalı sürgünler, patlamanın sorumlusunun Guevara’nın SSCB’ye sadık rakipleri olduğunu ileri sürerler. 
Guevara daha sonra Sanayi Bakanı olarak Küba sosyalizminin açık ve kesin bir hale gelmesine yardımcı olmuş, ülkenin önde gelen kişileri arasına girmiştir. “Gerilla Savaşı’’ adlı kitabında silahlı başkaldırıya önayak olacak geniş örgütlere gerek duymadan küçük bir gerilla grubu (‘’foco’’) tarafından başlatılan Küba modeli devrim fikrinin tekrar edilmesini savunmuştur. "El socialismo y el hombre en Cuba" (1965) ("Küba’da sosyalizm ve insan") adlı denemesinde sosyalist devletle birlikte “yeni bir insan” biçimlendirmenin gerekliliğini savunur. Bazıları Guevara’yı bu ‘’yeni insan’’ın alımlı ve yalın bir modeli olarak görür.
1961 yılındaki Domuzlar Körfezi İşgali’nde Guevara çarpışmalara katılmamıştır. Castro'nun emriyle Küba’nın en batısındaki Pinar del rio eyaletindeki bir kuvvetin başına geçmiş ve burada sahte çıkarma kuvvetini püskürtmüştür. Bu harekât sırasında yüzünden kurşun yarası almış ama kendi silahının kazara ateş almasıyla yaralandığını söylemiştir.
Guevara 1962 Ekim ayında ortaya çıkan Küba Füze Krizi’ne neden olan Sovyet nükleer balistik füzelerinin Küba’ya getirilmesinde anahtar rol almıştır. Birkaç ay sonra İngiliz gazetesi ‘’Daily Worker’’ ile yaptığı görüşmede eğer füzeler Küba kontrolünde olsaydı başlıca ABD şehirlerine doğru bu füzeleri kullanacağını söylemiştir.

Aralık 1964'te Birleşmiş Milletler'de konuşma yapmak üzere Küba heyetinin başı olarak New York'a gitti. (dinleyiniz, ; ya da okuyunuz). CBS televizyon kanalında pazar günleri yayınlanan "Face the Nation" isimli haber programına çıktı. ABD Senatörü Eugene McCarthy, Malcolm X'in çalışma arkadaşları, Kanadalı radikal Michelle Duclos dahil olmak üzere değişik kişi ve gruplarla görüştü. 17 Aralık'ta Paris'e uçtu ve üç aylık bir uluslararası geziye başladı. Bu gezi sırasında Çin, Birleşik Arap Cumhuriyeti (Mısır), Cezayir, Gana, Gine, Mali, Dahomey, Kongo-Brazzaville ve Tanzanya'yı dolaştı. İrlanda, Paris ve Prag'da molalar verdi. 24 Şubat 1965'te Cezayir'de, sonradan uluslararası sahnede son görünüşü olacak olan ""İkinci Afrika-Asya Ekonomik Dayanışma Semineri""ndeki konuşmasını yaptı. Bu konuşmada şöyle demiştir: ""Ölümüne olan bu mücadelede hiçbir sınır yoktur. Dünyanın hiçbir yerinde meydana gelen olaylara kayıtsız kalamayız. Bir ülkenin emperyalizme karşı zaferi bizim zaferimizdir, aynı şekilde yenilgisi de bizim yenilgimizdir."" Şu sözlerle de dinleyicilerini şaşırtmıştır: ""Sosyalist ülkelerin, Batı'nın sömürgeci ülkeleriyle üstü kapalı işbirliğini tasfiye etmeleri ahlakî görevleridir."" Sonra da bu hedefe ulaşmak için komünist bloğu ülkelerinin uygulaması gereken bir dizi eylemi sıralamıştır. 14 Mart'ta Küba'ya döndüğünde Havana havaalanında Fidel ve Raúl Castro, Osvaldo Dorticós ve Carlos Rafael Rodríguez tarafından sade bir törenle karşılandı.

İki hafta sonra Guevara kamu hayatından çekildi ve ardından tamamen ortadan kayboldu. Castro'dan sonra gelen adam olarak bakıldığı Küba'da nerede olduğu, 1965 yılının en büyük gizemlerindendi. Ortadan kayboluşu için değişik sebepler öne sürüldü: sanayi bakanıyken savunduğu sanayileşme projelerinin görece başarısızlığı, Çin-Sovyet Ayrılığı arttıkça Guevara'nın Çin Komünist Partisi yanlı tutumunu onaylamayan Sovyet resmî görevlilerinin Castro'ya yaptıkları baskı ve Küba'nın ekonomik gelişmesi ile ideolojik çizgisi üzerine Guevara ile Küba lideri arasındaki önemli görüş ayrılıkları. Castro'nun Guevara'nın tanınmışlığından rahatsız olup onu tehdit olarak görmesi de neden olarak gösterildi. Castro'nun bazı muhalifleri onun Guevara'nın kayboluşu hakkındaki açıklamalarının şüphe uyandırıcı olduğunu söylerler. Guevara'nın niyetlerini hiç alenen açıklamayıp, sadece Castro'ya yazılmış tarihsiz ve tarzı olmayan dalkavukça bir mektupla bildirmiş olması çoğu kişi tarafından şaşırtıcı bulunmuştur.

Guevara'nın görüşlerinin Çin Komünist Partisi liderleri tarafından açıklanan görüşlerle benzeşmesi, ekonomisi gittikçe Sovyetler Birliği'ne daha da bağımlılaşmakta olan Küba için büyüyen bir sorundu. Küba devriminin ilk günlerinden itibaren Guevara'nın Latin Amerika'da Maocu stratejinin uygulanmasını savunduğu düşünülüyordu ve yaratmış olduğu Küba'nın hızla sanayileşmesini öngören plan, Çin'in "İleri Büyük Atılım"ına benzetiliyordu. Küba'nın batılı "gözlemcileri"ne göre Guevara'nın Sovyet koşullarına ve önerilerine karşı çıkmasına rağmen Castro'nun kabul etmek zorunda kalması ortadan kaybolmasının nedeni olabilirdi. Hâlbuki hem Guevara hem de Castro, Sovyetler Birliği ve Çin'in de bulunduğu birleşik cepheyi destekliyordu. Ayrılığa düşmüş bu iki ülke arasında antlaşma sağlamak için başarısızlıkla sonuçlanan bir dizi girişimde de bulunmuşlardı.

Kruşçev'in Castro'ya danışmadan Küba'dan füzeleri çekmeye razı gelmesini Sovyetlerin ihaneti olarak gören Guevara, Küba Füze Krizi'nden sonra Sovyetler Birliği hakkında daha da şüpheci oldu. Cezayir'deki son konuşmasında artık Kuzey Yarımküre'yi, batıda ABD ve doğuda SSCB liderliğinde, Güney Yarımküre'nin sömürücüsü olarak gördüğünü belirtmiştir. Vietnam Savaşı sırasında komünist Kuzey Vietnam'ı desteklemiş ve gelişmekte olan ülkelerin halklarını, silahlanıp "pek çok Vietnamlar" yaratmaları için teşvik etmiştir.

Guevara'nın akıbeti hakkındaki uluslararası spekülasyonların baskısıyla Fidel Castro 16 Haziran 1965'te yaptığı açıklamada insanların Guevara hakkında bilgi almalarının ancak Guevara istediğinde mümkün olabileceğini söyledi. Guevara'nın ortadan kayboluşu ile ilgili Küba içinde ve dışında pek çok dedikodu yayıldı. Aynı yılın 3 Ekim'inde Castro, Guevara'nın birkaç ay önce kendisine yazdığı tarihsiz mektubu açıkladı. Bu mektupta Guevara Küba devrimine bağlılığını tekr