Por esos años entabló amistad con poetas como Juan Ramón Jiménez, Pedro Salinas, Jorge Guillén, Emilio Prados y Manuel Altolaguirre, el compositor gaditano Manuel de Falla, y los genios de la pintura y el cine Dalí y Buñuel (también mantendría fuertes vínculos con Pablo Neruda y el francés Louis Aragon). Intervino como activista en las protestas estudiantiles contra el general Primo de Rivera, y, en 1929 publicó una de sus obras maestras, "Sobre los ángeles", de fuertes tintes surrealistas. Se casó en 1930 con la escritora María Teresa León, con la que compartió los años de su exilio por Buenos Aires y Roma (Mª Teresa fallecería en 1988), y con la que tuvo una hija, Aitana. En 1931 estrenó su primera obra de teatro, "El hombre deshabitado". Ese mismo año comenzó a relacionarse en Francia con Picasso y escritores sudamericanos como César Vallejo, Miguel Ángel Asturias y Alejo Carpentier. Becado por la Junta para la Ampliación de Estudios de la Segunda República Española, viajó en 1932 a la Unión Soviética y trató con los escritores soviéticos de la época. El año siguiente conoce a Pablo Neruda y, según cuenta en sus memorias, empieza a convertirse en "poeta en la calle": en realidad, el poeta nunca separó su labor intelectual de su actividad política, desde sus primeros versos hasta su retiro en Puerto de Santa María. Escribió multitud de poemas satíricos y de agitación, que recitaría en actos políticos, bibliotecas obreras y plazas públicas. En 1933 asistió en Moscú como invitado al primer Congreso de Escritores Soviéticos.
A partir de 1934 inicia una gira por varios países americanos, y, en 1936, año de la muerte de Lorca, interviene en España en la campaña por el Frente Popular. Durante la Guerra Civil se entrevistó con Stalin en Moscú, y decidió enrolarse en la aviación republicana. En el transcurso del asedio a Madrid participó en la evacuación de las obras del Museo del Prado, para evitar su destrucción bajo el bombardeo de la artillería nacional.
El 27 de abril de 1977 regresó a España: en junio de ese mismo año fue elegido diputado a Cortes del PCE por la provincia de Cádiz, pero poco después, en octubre de ese mismo año, renunció al escaño. Desde su vuelta a España residió en su ciudad natal, el Puerto de Santa María. En 1989, la Diputación de Cádiz creó en su ciudad natal la fundación que lleva su nombre, a la que se trasladó gran parte de su archivo y biblioteca personales. Contrajo matrimonio en segundas nupcias con María Asunción Mateo, quien le ha acompañado y representado durante los últimos años.