В возрасте тридцати семи лет Катаяма с дипломом бакалавра наук вернулся на родину, где мог стать преподавателем, журналистом, редактором или учёным-исследователем и хорошо обеспечить свою жизнь. Но он выбрал трудный и тернистый путь — путь революционера.

В конце XIX века в Японии наблюдался бурный подъём рабочего движения, и Сэн Катаяма фактически возглавил его. С группой товарищей он создаёт первые профсоюзные организации, на свои личные средства издаёт рабочие журналы, на страницах которых в простой и доходчивой форме пытается познакомить японских рабочих с социалистическим движением в странах Европы и Америки. Катаяма принимает участие в организации многочисленных митингов, проводит собрания среди рабочих, совершает агитационные поездки по стране. Много сил и энергии прилагает для образования социал-демократической партии Японии. В годы русско-японской войны Катаяма развернул широкую антивоенную пропаганду. Он писал, что японские и русские рабочие не питают вражды и ненависти друг к другу, и у них нет никаких оснований сражаться друг с другом.

С 1910 года в Японии наступает период чёрной реакции. Профсоюзы были разогнаны, социал-демократическая партия закрыта. Полицейским гонениям подверглись очень многие прогрессивные общественные деятели. И в этих исключительно сложных условиях, неожиданно для бесчинствующей полиции, в Токио вспыхнула забастовка шести тысяч трамвайщиков. Хорошо подготовленная и организованная, она закончилась победой рабочих. Забастовка показала, что реакции не удалось задушить рабочее движение в Японии. За участие в руководстве забастовкой Катаяма девять месяцев просидел в тюрьме. На суде обвинитель в своей речи сказал, что «Катаяма опасный человек, ибо это — тигр в овечьей шкуре, и подлежит высшей мере наказания».

Тюремный режим с его пытками и истязаниями сильно подорвал здоровье Катаямы. После заключения за ним была установлена круглосуточная слежка, газеты и журналы не помещали его статей. Издававшаяся им газета была оштрафована на сумму, уплатить которую он не мог, и она прекратила своё существование. Его семья фактически оказалась лишённой куска хлеба.

По совету и при помощи товарищей Катаяма в сентябре 1914 года эмигрирует в США.

Вначале он поселился в Сан-Франциско, но японский консул и здесь продолжал травлю Катаямы, тогда он срочно переехал в Нью-Йорк. В «демократической» Америке найти работу японцу, считавшемуся «цветным», было нелегко. Несмотря на свои знания и диплом, Катаяма смог работать только грузчиком, уборщиком, полотёром или садоводом. Так этот мужественный человек зарабатывал средства не только на жизнь, но и для революционной деятельности. Он находил время, чтобы писать статьи для прогрессивных журналов, в которых выступал против империалистической войны. Для японцев-эмигрантов он издавал журнал, небольшой по объёму, но на японском языке.

Октябрьскую революцию Катаяма встретил с восторгом, сразу оценив её всемирно-историческое значение. Он организовал группу японских коммунистов. Сотрудничая в американском Бюро Коминтерна, распространял Манифест и Обращение Коминтерна к рабочим всех стран; переслал эти документы также и в Японию.

Кроме этого, он много сделал для объединения американского коммунистического движения и вошёл в состав первого ЦК американской компартии. С 1920 года, преследуемый американской полицией, Катаяма уходит в подполье.

В 1922 году в Советской России по решению III конгресса Коминтерна должен был проходить I съезд трудящихся Дальнего Востока; Сэн Катаяма, являясь одним из его инициаторов и организаторов, покидает Америку и едет в Россию.

В Москву он приехал холодным снежным утром 14 декабря 1921 года. Этот уже пожилой, шестидесятидвухлетний человек с огромным интересом знакомился со столицей молодого социалистического государства. Он до конца своих дней остался жить в Советской России, посильно помогая и разделяя с её населением все трудности жизни того времени. Катаяма хорошо понимал большую значимость для истории всего международного движения событий этого раннего периода становления молодого социалистического государства и оставил свои первые впечатления о них.

Время было тяжёлое; только что окончилась гражданская война, хозяйство в стране оказалось разрушенным, и население полностью ещё не оправилось от страшного голода. Весь облик Москвы хранил отпечаток только что пережитых суровых дней. Дома в городе уже много лет не ремонтировались, стояли выцветшие, с облезлой краской и обвалившейся штукатуркой. Многие из них осели и дали трещины. Мостовые были изрыты ямами. Даже в столице лишь кое-где встречались магазины, в витринах которых выставлялись какие-то старые товары ещё дореволюционного времени. По вечерам в помещениях зажигали керосиновые лампы.

Но жители этого израненного города буквально поразили его. Сэн Катаяма с большим удовольствием встречался и подолгу беседовал с рабочими, крестьянами, красноармейцами; и ни от кого не услышал жалоб. Все были плохо одеты. Нередко красноармейцы стояли на посту в рваной обуви. Не хватало и пищи. А люди, живущие в таких неимоверно трудных условиях, как будто не замечали этого. Они много и весело смеялись; в Москве всюду слышались бодрые песни.

Как всё это было непохоже на Нью-Йорк или Сан-Франциско! Американские города процветали, по вечерам улицы светились электрическими огнями, а магазины буквально ломились от товаров. И тем не менее в глазах многих людей, даже слишком многих, читалась какая-то неуверенность, а порой и скрытое отчаяние. Они не были уверены в себе, в своём будущем.

В Москве 23 декабря 1921 года открылся IX Всероссийский съезд Советов. Сэн Катаяма был приглашён в качестве почётного гостя.

Здесь, на съезде, товарищ Катаяма впервые встретился с Лениным, но ему казалось, что он давно знает этого человека. На формирование мировоззрения Катаямы-коммуниста работы Ленина оказали огромное влияние. Многие из них он знал великолепно. В Америке Сэн Катаяма был одним из организаторов и редакторов прогрессивного журнала «Классовая борьба», на страницах которого печатались статьи В. И. Ленина. Его работу «Государство и революция» Катаяма перевёл на японский язык; высоко оценивая её как программу «перехода от капитализма к коммунизму», он широко распространял её среди японских рабочих-эмигрантов в США и тайно переправил в Японию.

В Нью-Йорке Катаяма был близко знаком со многими русскими революционерами-эмигрантами — В. В. Володарским, Г. Чудновским, встречался по работе с А. М. Коллонтай. Они рассказывали о Ленине как о человеке простом, сердечном и вместе с тем — гениальном организаторе.

И вот на трибуне съезда Сэн Катаяма видит этого удивительного человека, невысокого, с сильными плечами и высоким лбом. Он начал свой доклад — и зал замер. Прежде всего Владимир Ильич указал на упрочение положения молодого социалистического государства, существование которого ещё отказывались признать правительства капиталистов.

Голос Владимира Ильича звучит спокойно, почти не меняется интонация. На трибуне он держится просто и непринуждённо. Последовательно и логично развивает он свою мысль, для доказательства приводя один аргумент за другим.

На этом съезде Ленин особенно подчеркнул важность новой экономической политики, к осуществлению которой только что приступили. Некоторые люди не понимали её сущности и большого значения для восстановления экономики России. Владимир Ильич просто и убедительно показал, что НЭП поможет восстановить разрушенное хозяйство страны.

Владимир Ильич читал доклад почти три часа, не выказывая никаких признаков усталости. Сэн Катаяма не знал русского языка и не мог непосредственно следить за его докладом, но по тому, как слушали Ленина делегаты съезда, понял, что речь идёт об очень важном и близком всем этим людям. В зале всё это время стояла почти гробовая тишина.