Durante la guerra civil, el PSUC llegó a tener una gran importancia en esta comunidad.El Partido Comunista de Cataluña (PCC) —que era la rama catalana del PCE— quería que el nuevo partido resultante de la unificación se adhiriera a la Internacional Comunista (Komintern), mientras que Rafael Vidiella, como líder de la Federación catalana del PSOE, defendía que el nuevo partido se uniera a la Internacional Obrera y Socialista.[4] Sin embargo, Comorera y Vidiella acabaron llegando a un acuerdo sobre la base de que la nueva formación política se podría adherir a la Komintern, tras lo cual se lanzó el nuevo partido.[8] Comorera, antiguo líder de la USC, fue escogido como secretario general del nuevo partido.[12] En el momento de la creación del PSUC el partido contaba con entre 2500[13] y 6000 militantes,[14] según la fuente consultada.Ese número se incrementó considerablemente a lo largo de la Guerra Civil.[16] La creación el PSUC se produjo en el contexto inmediato al estallido de la guerra civil.El PSUC también se hizo cargo de la sede del periódico democristiano El Matí y en su lugar pasó a publicar su propio diario, el Treball.[14]Tal y como se había acordado, el PSUC solicitó su afiliación a la Internacional Comunista —Komintern—.[21] Más adelante le seguirían Vidiella, y otros miembros del PSUC.[29] El POUM se había significado especialmente durante los disturbios de Barcelona con un discurso mucho más revolucionario y virulento que la propia CNT.[30] El gobierno republicano acabaría ilegalizando el POUM y deteniendo a muchos de sus integrantes.En la retaguardia, las JSUC jugaron un importante papel ejerciendo numerosas labores para el esfuerzo bélico, o también en el reclutamiento de voluntarios para el Ejército.Sin embargo, a medida que avanzó la guerra, la causa republicana se vio cada vez más enfrentada con la derrota.Ya en el exilio francés, durante la Segunda Guerra Mundial algunos miembros del PSUC colaboraron en la resistencia contra la ocupación nazi, y algunos de sus dirigentes, como Josep Miret, murieron en campos de concentración nazis.En 1942 varios dirigentes del PCE —Jaume Girabau, Isidoro Diéguez y Jesús Larrañaga— fueron enviados clandestinamente a España desde México con la misión de tratar de reconstruir el movimiento comunista en toda España, pero fueron detenidos en la frontera con Portugal, juzgados sumariamente y fusilados.Tras ser detenidos, en 1946 son fusilados Francesc Serret y Joan Arévalo, y en 1947 se produce la llamada «caída de los ochenta», que supuso un duro golpe a la organización clandestina del PSUC.En 1948 llega a Cataluña Gregorio López Raimundo, y el partido acuerda la disolución de los grupos guerrilleros [33].La dirección del PSUC en el exilio quedó entonces formada por José Moix, Rafael Vidiella, Wenceslao Colomer, Josep Romeu, Margarida Abril y Pere Ardiaca.Esto y su histórica trayectoria supusieron un aval para atraer a muchos potenciales militantes.En la acción parlamentaria destacaron sus dirigentes Gregorio López Raimundo, Antoni Gutiérrez Díaz, Cipriano García Sánchez, Francisco Candel y Jordi Solé Tura.Ahora "la política empezaba a hacerse desde arriba", al margen de las bases y las organizaciones cívicas, algo que beneficiaba a los pequeños partidos sin apenas militancia, pero que en el caso de organizaciones como el PSUC sería muy regresivo.[39] Las tensiones que generó la política de la transición, además de diversas caracterizaciones sobre política internacional, provocaron tensiones internas que acabaron estallando en el V Congreso del PSUC, donde salieron aprobadas como mayoritarias las tesis del sector prosoviético, sector que posteriormente en 1981 fue expulsado y acabaría formando el Partit dels Comunistes de Catalunya (PCC).
Emplazamiento del antiguo Hotel Colón, sede del PSUC durante la Guerra Civil. El edificio original fue demolido en 1941.