É no final dos anos 1940 que Francisco Martins Rodrigues integra o MUD. Aí revela as suas qualidades de activista e organizador. Preso no Aljube em 1950, é libertado em 1951, passa a trabalhar como activista do MUD e ingressa no PCP. É preso mais duas vezes e adopta um nome falso. Em 1953 torna-se funcionário do PCP.
Em 1961, integra o Comité Local de Lisboa e é cooptado para o Comité Central do PCP. Após a vaga de prisões na direcção do PCP, é chamado a integrar, com Alexandre Castanheira e Fernando Blanqui Teixeira, a Comissão Executiva do Comité Central do PCP, principal órgão de direcção no interior, acima do qual só havia o Secretariado.
Escreve um manifesto contra a guerra colonial que é censurado pela direcção. Cunhal escreve outro em substituição e a clivagem ideológica torna-se explícita. Martins Rodrigues defende uma luta do operariado consequente, ou seja, defende a luta armada. Começa a escrever aos outros membros da Comissão Executiva, exigindo debate sobre a linha do partido. Há uma primeira discussão sobre a China e sobre Portugal. Os outros defendem que primeiro há que conquistar a democracia, ele defende a insurreição armada.
Martins Rodrigues rompe com o PCP, ainda integrando o Comité Central.
Contra a linha do PCP, teorizada por Cunhal no Rumo à Vitória, escreverá, ainda em 1963, Luta Pacífica e Luta Armada no Nosso Movimento. Em Paris, em 1964, com Pulido Valente e d'Espiney, funda a Frente de Acção Popular (FAP) e, em Março, o Comité Marxista-Leninista Português (CMLP). Martins Rodrigues visita a Albânia e a China.
Martins Rodrigues e d'Espiney cumprem a decisão do Comité Marxista-Leninista Português matando a tiro um agente da PIDE infiltrado naquela organização. Há uma onda de prisões e Martins Rodrigues é de novo detido. É então submetido à tortura do sono, acabando por falar. É condenado em pena cumulativa (política e penal) de 20 anos. Ruy d'Espiney levou 15 e Pulido Valente 12, apenas por motivos políticos. Em 1974, Martins Rodrigues é o último a sair de Peniche. Spínola não queria a libertação dos presos de sangue. Os presos de extrema-esquerda recusam-se a sair e a libertação de todos é feita apenas a 27 de Abril de 1974. Nesta fase, são inúmeros os grupos ml (de marxista-leninista). Martins Rodrigues passa a fazer parte do Comité de Apoio à Reorganização do Partido m-l (CARP-ml). Depois integra a Organização para a Reconstituição do Partido Comunista Marxista-Leninista (ORPC-ml), que resulta da fusão de CCR-ml, URML e CARP-ml) e em 1975, está na fundação da frente União Democrática Popular e do Partido Comunista Português (Reconstruído), que junta várias organizações. Só num breve período do início da UDP, Martins Rodrigues aceita integrar o Comité Central.
É em nome da pureza do papel do operariado que, em 1984, abandona o PCP (R) e a UDP, acusando os outros dirigentes de cedências à pequena burguesia. Escreve então o livro «Anti-Dimitrov. 1935-1985 meio-século de derrotas da Revolução» (1985), onde sistematiza a sua crítica ao dimitrovismo, ao estalinismo e ao maoísmo. Funda a «Política Operária», a sua última revista, que manteve praticamente até à morte.
Francisco Martins Rodrigues morreu, com 80 anos, às duas e meia da manhã de 22 de Abril, o dia em que nasceu Lénine, referência até ao fim e ao qual voltava na busca do marxismo-leninismo.