Militante comunista desde su juventud, fue uno de los dirigentes de la fallida insurrección revolucionaria en Bulgaria de 1923. Se exilió de su país y trabajó para la Komintern en varios países, siendo detenido en 1933 en Alemania tras la toma del poder por parte de los nazis al ser acusado de la quema del Reichstag (esta acción sirvió de pretexto al NSDAP para encarcelar y perseguir a los militantes y activistas comunistas). Tras ser encarcelado en Alemania, estudió el derecho y las leyes alemanas para exponer su defensa ante un tribunal, siendo absuelto de todos los cargos y fue repatriado a la URSS, que le concedió la nacionalidad soviética. En 1934 fue elegido secretario general de la Internacional Comunista y, como tal, presidió su último Congreso en 1935, en el que se aprobó la táctica de los frentes populares, llevada a cabo en países como Chile, Francia o España. Escribió numerosas resoluciones contra el fascismo y sus métodos como El fascismo es la guerra. Tras la Segunda Guerra Mundial y con las tropas del Ejército Rojo en su país, retornó a Bulgaria y fue elegido diputado por el Frente Democrático, que ganó las elecciones por mayoría absoluta. En 1946, los búlgaros declaran en referéndum su deseo de establecer una república, poniendo fin a la monarquía de Simeón II, y al año siguiente el Partido Comunista Búlgaro (BKP) se hace con el poder, nacionalizando la economía. Dimitrov es elegido secretario general del BKP.