Buharin, 1905 Devrimi esnasında Moskova Üniversitesi’ndeki öğrenci hareketlerine katıldı. 1906’da Rusya Sosyal Demokrat İşçi Partisi’nin Bolşevik kanadına üye oldu. 1911’de sürgüne gönderildiyse de buradan kaçmayı başardı ve Almanya’ya yerleşti.
Buharin sürgündeyken çeşitli kitaplar yazdı, Lev Troçki ve Alexandra Kollontai ile beraber Novy Mir (Yeni Dünya) gazetesinin editörlüğünü üstlendi. I. Dünya Savaşı’nda emperyalizm üzerine kısa bir kitap yazdı. Lenin, sonraki yıllarda fikirlerinin yer aldığı Emperyalizm: Kapitalizmin En Yüksek Aşaması adlı eserinin bazı bölümlerini buradan esinledi.
Sürgünden döndükten sonra Bolşeviklerin merkez komitesinde görev aldı. Pravda’nın editörlüğünü üstlendi. Sol Komünistler’le birlikte Brest-Litovsk anlaşmasına karşı çıktı; Sovyetler Birliği’nin savaşa devam ederek dünya çapında bir proleter devrimini tetiklemesi gerektiği tezini savundu.
Daha sonra bu düşüncesinden vazgeçerek Lenin’in Yeni Ekonomik Politikaları’nı (NEP) savundu. Lenin’in ölümünden sonra Komünist Enternasyonal’ın (Komintern) başkanı oldu. Bu andan itibaren Stalin’i desteklemeye başladı, tek ülkede sosyalizm tezini şekillendirdi.
1928’de ise toprağın kamulaştırılmasına karşı çıktığı ve Sağ Muhalefeti örgütlediği için Stalin’in gazabına uğradı. Özeleştiri vermek zorunda bırakıldı, 16 Ocak 1929’da Komintern ve politbürodaki görevlerinden istifaya zorlandı. Daha sonra Stalin tarafından affedilip İzvestia gazetesinin başına geçirildi; ancak akıbeti devrimi gerçekleştiren diğer önderlerinkinden farklı olmadı. “Büyük Temizlik” esnasında SSCB’yi yıkmaya çalışmakla suçlandı ve idam edildi.
