وی بعد از آزادی از زندان در آبان ۱۳۵۷ با بازگشت به مسجد هدایت، سخنرانی‌ها و فعالیتهای خود (که با نام تبیین رسالت برای قیام به قسط شناخته می‌شود) را از سر گرفت.[۲۴] در اواخر دی‌ماه ۱۳۵۷ کمی پیش از پیروزی انقلاب ۱۳۵۷، بعد از این که آخرین دسته از زندانیان سیاسی از جمله اعضای سازمان مجاهدین خلق ایران آزاد می‌شوند، طالقانی به دیدارشان می‌رود. بخشی از صحبت‌های طالقانی در دیدار با آن‌ها:
در مقابل شکنجه‌چی‌ها و بازجویانی که خودتان می‌شناسید، وقتی اسم مجاهدین برده می‌شد، اعصاب این‌ها به‌هم می‌لرزید و کنترلشان را از دست می‌دادند. این دلیل بر قدرت عقیده و ایمان به‌حق است. از اسم مسعود رجوی وحشت داشتند، از اسم موسی خیابانی وحشت داشتند.
وی در مصاحبه با روزنامه اطلاعات در مورخ ۱۷ بهمن ۱۳۵۷ گفته‌است: خصوصیت انقلاب اسلامی اینست که ما رهبران مذهبی هیچ داعیه حکومت برای خودمان نداریم و نمی‌خواهیم حاکم باشیم. انقلابی است که از همه مردم شروع شده و برای همه است و هیچ حزب و جمعیت و فردی حق این را ندارد که در این انقلاب سهم بیش تری را برای خود قائل باشد و از این جهت حکومت را در انحصار خودش دربیاورد.
کمی بعد از پیروزی انقلاب در ۲۲ بهمن، در اسفند ۱۳۵۷ طالقانی راهی قلعه احمدآباد و مزار محمد مصدق شد و به سخنرانی و دفاع از مصدق پرداخت.این در حالی بود که سایر روحانیون و به ویژه روح‌الله خمینی، از مخالفین سرسخت مصدق بودند
طالقانی و دیگر علما، در مخالفت با ایدئولوژی مارکسیستی سازمان پیکار، فتوایی ضد هم‌سُفره شدن با مارکسیست‌ها در زندان‌ها صادر کردند که منجر به مخالفت بعضی مارکسیست‌ها با وی شد.[۲۱] اما سید محمدمهدی جعفری که از همراهان قدیمی محمود طالقانی بود، در کتاب مجاهدین خلق از درون می‌گوید که طالقانی حاضر به امضای این فتوا نشد.[۲۲] نیز یکی از فرزندان طالقانی (مجتبی طالقانی) به جمع مارکسیست‌های سازمان پیکار پیوست و روابط طالقانی با او هرگز بد نبود.[۲۳] مجتبی طالقانی در یک نامه به پدرش، تغییر ایدئولوژی و گرویدن به مارکسیسم را به اطلاع او رسانده بود.
طالقانی از طرفداران دکتر مصدق و از اعضای جبهه ملی بود و در دوران پس از کودتای ۲۸ مرداد به فعالیت در نهضت مقاومت ملی پرداخت او در سال ۱۳۳۹ جزء هیئت مؤسس جبهه ملی دوم بود و در کنگره ۱۳۴۱ جبهه ملی از سوی شرکت کنندگان در کنگره به عضویت در شورای مرکزی انتخاب شد. طالقانی سخنرانی افتتاحیه کنگره جبهه ملی ایران را انجام داد.
سید ابوالحسن طالقانی (پدر سید محمود) و عباسقلی بازرگان (پدر مهدی بازرگان) از سال ۱۳۰۳ به منظور ایجاد پایگاهی برای تبلیغ اسلام اقدام به تشکیل مجالسی منظم به منظور دعوت و به اسلام و پاسخگویی به شبهات کرده بودندو ارگانی به نام البلاغ را اداره می‌کردند. مهدی بازرگان و سید محمود طالقانی در ای دوران با یکدیگر آشنایی پیدا کردند که تا پایان دوره حیات طالقانی این دوستی باقی ماند. بعد از شهریور ۱۳۲۰ و پایان دیکتاتوری رضا شاه طالقانی در فعالیتهای خود را در انجمنی بنام کانون اسلام با سرپرستی خود و با کمک مالی محمدعلی مهیاری ادامه داد در این انجمن افرادی فرهنگی و دانشگاهی مانند مهدی بازرگان یدالله سحابی محمد علی بامداد فعالیت می‌کردند. هدف اصلی این انجمن ارائه اسلام به مثابه دینی سازگار با نوگرایی و علم و زدودن خرافات رایج از چهره مذهب بود
او در دوره‌های مختلف و شرایط گوناگون نظیر رویداد نهضت ملی شدن نفت، نهضت مقاومت ملی، کودتای ۲۸ مرداد، فعالیت در جبهه ملی دوم، تأسیس نهضت آزادی ایران و وقایع ۱۵ خرداد ۱۳۴۲ به مخالفت آشکار با رویکردهای جاری حکومت پهلوی پرداخت و همچنین بارها به دلایل مختلف نظیر پناه دادن سید مجتبی نواب صفوی که در آن زمان فراری محسوب می‌شد یا ارائه آموزش‌های مذهبی و مبارزاتی و انتشار اعلامیه‌های اعتراضی در سال ۱۳۵۰ به مدت حدود یک ماه در خانه خود تحت بازداشت خانگی قرار گرفت و پس از آن نیز به زابل و بافت تبعید و زندانی شد
در سال ۱۳۱۸ طالقانی به دنبال اعتراض به سرقت یک خیاطی و در هنگام گذار از کنار کلانتری شماره ۴ با پرسنل انتظامی درگیر و دستگیر می‌شود. برخی دلیل این حادثه را اعتراض او به بحث کشف حجاب و درگیری با مأموری دانسته‌اند که حجاب را از سر زنی برداشته بود.[۱۵] و برخی دیگر نیز آن را مربوط به نداشتن جواز عمامه و پاسخ او به توهین مأموران انتظامی می‌دانند.[۱۶] به دنبال این واقعه او دو ماه زندانی می‌شود که سرانجام با فعالیتهای خانواده اش برای رهایی او و اطلاع رضا شاه از ماجرا بنا به احترام خاص که رضاشاه برای پدر او سید ابوالحسن طالقانی قائل بود دستور رسیدگی فوری را صادر کرد که در نهایت طالقانی به سه ماه زندان قابل خرید محکوم شد.
طالقانی از دوره رضا شاه در جریان اعتراض به کشف حجاب وارد عرصه سیاسی شد و نزدیک به چهل سال در این عرصه و در سطوح مختلف سیاسی فعالیت کرد.
طالقانی یکی از مخالفان فعال حکومت پهلوی بود و در موقعیت‌ها و شرایط مختلف به مخالفت با روندهای جاری در حکومت دودمان پهلوی پرداخت و چندین بار در پی دستگیری روانه زندان شد.
وی در ۱۳ اسفند ۱۲۸۹ خورشیدی (برابر با روز یکشنبه ۴ ربیع‌الاول ۱۳۲۹ قمری) در خانواده‌ای اهل علم و دارای روحیات انقلابی در روستای گلیرد طالقان در استان البرز دیده به جهان گشود. پدرش ابوالحسن علایی طالقانی نخستین استاد وی بود. در اسفند سال ۱۳۱۶ با بتول اعلایی فرد ازدواج کرد.[۱۱]
تحصیلات ابتدایی را نزد در مدرسه ملارضا در میدان امین السلطان آغاز کردو مبانی صرف و نحو و علوم دینی را نزد پدرش سید ابوالحسن طالقانی آموخت. او در سن ده سالگی به و پس از آن در مدارس رضویه و فیضیه قم تا سال ۱۳۱۷ تحصیل را تا درجه اجتهاد ادامه داد. در مدرسه فیضیه و رضویه قم نزد مدرسین حوزه علمیه قم مانند مرعشی نجفی، محمد تقی اشراقی میرزا خلیل کمره‌ای تعلیم یافت. سپس در سال ۱۳۱۰ مخفیانه به نجف رفت و در درس سید ابوالحسن اصفهانی و محمدحسین غروی اصفهانی (کمپانی) شرکت و از آیت الله اصفهانی موفق به اجازه‌نامه اجتهاد شد. او سپس به تهران برگشت و دروس خود را در مدرسه فیضیه ادامه داده و در سال ۱۳۱۷ از عبدالکریم حائری یزدی اجازه‌نامه اجتهاد و از سید شمس الدین محمود مرعشی و سید حسین طباطبایی قمی اجازه نقل حدیث دریافت کرد.[۱۲] دریافت و در سال ۱۳۱۸ برای تدریس در مدرسه سپهسالار راهی تهران شد
سید محمود علایی طالقانی معروف به آیت‌الله طالقانی (۱۳ اسفند ۱۲۸۹ گلیرد، طالقان – ۱۹ شهریور ۱۳۵۸ تهران) روحانی شیعه ایرانی، نو اندیش دینی، فعال سیاسی و اجتماعی، عضو جبهه ملی دوم و یکی از مؤسسین نهضت آزادی ایران بود.
محمود طالقانی در دوران نهضت ملی شدن نفت به همراه سید رضا زنجانی به حمایت از محمد مصدق برخاست و پس از کودتای ۲۸ مرداد (سقوط دولت مصدق) به همراه جمع کثیری از طرفداران مصدق به نهضت مقاومت ملی پیوست. پس از توقف فعالیتهای نهضت مقاومت ملی، طالقانی در شروع مجدد فعالیتهای جبهه ملی ایران به رهبری اللهیار صالح فعالیت کرد و به شورای مرکزی جبهه ملی ایران راه یافت. طالقانی در کنگره جبهه ملی در سال ۱۳۴۰ به عنوان هیئت مؤسس شرکت کرده و از سوی شرکت کنندگان در کنگره به عضویت شورای مرکزی انتخاب شد. محمود طالقانی، مهدی بازرگان و یدالله سحابی در سال ۱۳۴۰، حزب نهضت آزادی ایران را براساس عقاید ملی-مذهبی تشکیل دادند.