مصدق بار ديگر براي ادامه تحصيل راهي اروپا شد اما بيماري مانع تحصيل شد و به تهران بازگشت تا اينكه مجدداَ به همراه خانواده خود به اروپا رفت و موفق به اخذ مدرك دكترا در رشته حقوق شد. پس از بازگشت به موطن مدتي در مدرسه علوم سياسي تدريس كرد و از پذيرش مشاغل دولتي سرباز زد. او كه از مخالفان وثوق‏الدوله بود در زمان صدارت وي تهران را ترك كرد و به اروپا رفت و زماني كه مسئله انعقاد قرارداد 1919 مطرح شد مصدق در نشريات خارجي مقالات متعددي بر ضد اين قرارداد منتشر كرد.

      با سقوط وثوق‏الدوله و روي كار آمدن مشيرالدوله، دكتر مصدق به ايران بازگشت و مدتي نيز استاندار فارس بود. اما وقتي نوبت به صدارت سيدضياءالدين طباطبايي رسيد، مصدق به اعتراض از استانداري فارس استعفا كرد و احمدشاه نيز استعفاي وي را پذيرفت.

      دكتر مصدق پس از بركناري سيدضياء در 1300، يك سال حكومت آذربايجان را عهده‎دار بود كه به خوبي نيز از عهده آن برآمد و پس از آن در دولت ميرزاحسن خان مشيرالدوله به وزارت خارجه منصوب شد. اما دولت مشيرالدوله ديري نپاييد و حال نوبت صدارت سردارسپه بود. مصدق در اين دولت سمتي نداشت و خود را براي انتخابات دوره پنجم مجلس شوراي ملي كانديدا كرد و به مجلس راه يافت. مجلس پنجم، همان مجلسي بود كه نمايندگان آن رأي به انحلال سلطنت قاجار دادند اما وكلايي چون دكتر مصدق، سيدحسن مدرس و چند نماينده ديگر با اين طرح مخالفت كردند. دكتر مصدق در نطقي با ادله قانوني مخالفت خود را با واگذاري سلطنت به رضاخان چنين شرح داد و ديكتاتوري رضاخان را پيش بيني كرد:

           در مملكت مشروطه رئيس‏الوزراء مهم است نه پادشاه. پادشاه فقط مي‏تواند به واسطه رأي اعتماد مجلس يك رئيس‏الوزرايي را به كار بگمارد. خوب اگر ما قايل شويم كه آقاي رئيس‏الوزراء پادشاه بشوند آن وقت در كارهاي مملكت هم دخالت مي‏كنند و همين آثاري كه امروز از ايشان ترشح مي‏كند در زمان سلطنت هم ترشح خواهد كرد. شاه هستند، رئيس‏الوزراء هستند، فرمانده كل قوا هستند.

      دكتر مصدق در دوره ششم نيز نماينده مجلس بود و به همراه سيدحسن مدرس با طرحهاي رضاشاه مخالفت خود را ادامه داد و پس از پايان اين دوره مجلس از سياست كناره گرفت و گاه در احمدآباد و گاه در اروپا بود. اما شهرباني رضاخان مصدق را بي نصيب نگذاشت و در 1319 دستگير و به بيرجند و احمدآباد تبعيد شد. يك سال بعد، در شهريور 1320 پس از سقوط رضاخان، مصدق نيز آزاد شد و اين بار به نمايندگي دوره 14 برگزيده شد. از اقدامات وي در اين مجلس مخالفت با تصويب اعتبارنامه سيدضياءالدين طباطبايي و برشمردن خيانتهاي وي، مخالفت با واگذاري امتياز نفت شمال به شوروي و ارائه طرح منع نخست‏وزير، وزير و اشخاص ديگر براي مذاكره درخصوص امتياز نفت با نمايندگان كشورها يا شركتهاي خارجي بود كه اين طرح وي همان روز ارائه به تصويب رسيد و عملاَ دولت را در واگذاري امتياز نفت فلج كرد. از مخالفان اين طرح نمايندگان توده‏اي مجلس چون ايرج اسكندري، رضا رادمنش و... بودند. مصدق در انتخابات دوره پانزدهم متوجه دخالت دولت قوام در انتخابات شد و به همراه همفكران خود 4 روز در دربار متحصن شد. اما اين تحصن نتيجه‏اي نداشت و قوام‏السلطنه بر اريكه قدرت تكيه زد.

      در انتخابات دوره شانزدهم، مصدق به همراه ديگر همفكران خود بار ديگر براي كسب آزادي انتخابات در دربار متحصن شدند و اين بار نتيجه اين تحصن تشكيل حزبي به نام ” جبهه ملي“ و ابطال انتخابات تهران بود. دكتر مصدق در مجلس شانزدهم عضو كميسيون مخصوص نفت بود و براي ملي شدن صنعت نفت به همراه ديگر نمايندگان جبهه ملي تلاش مي‏كرد.

     در 1329 سپهبد حاج علي رزم‏آرا نخست‏وزير شد و نمايندگان جبهه ملي به شدت با وي مخالفت كردند چرا كه او از مخالفان سرسخت ملي شدن صنعت نفت بود. ترور او راه را براي پيشبرد مقاصد مليون باز كرد و در 29 اسفند 1329، مجلس صنعت نفت را ملي اعلام كرد.

     دولت علاء كه پس از رزم‏آرا روي كار آمده بود توان صدارت در آن اوضاع بحراني را نداشت و به همين خاطر، نخست‏وزيري به دكتر مصدق واگذار شد و او در ارديبهشت 1330 دولت خود را بدون اطلاع قبلي اعضاي جبهه ملي معرفي كرد و اين خود موجب كدورت اعضاي جبهه ملي شد.

      از اولويتهاي دولت دكتر مصدق ملي شدن صنعت نفت و قطع دست استعمار انگلستان از اين صنعت بود و او موفق شد به رغم مشكلات فراواني كه بر سر راهش بود اين طرح را اجرا كند و شيرهاي نفت را بر روي انگلستان بست. دكتر مصدق در خرداد 1331 براي حضور در دادگاه لاهه كه انگلستان شكايت خود را در مخالفت با ملي شدن نفت ايران به آن ارجاع داده بود راهي هلند شد. مصدق پس از بازگشت دولت جديد خود را به شاه معرفي كرد. در اين دولت پست وزارت جنگ را نيز خود برعهده گرفته بود كه با مخالفت شاه مواجه شد. شاه چندان تمايلي نداشت كه كل قدرت را به وي واگذار كند. نتيجه اين بحث و جدل، استعفا و خانه‏نشيني مصدق بود. اما رهبر روحاني نهضت ملي شدن نفت آيت‏الله كاشاني اين بار زمام امور را در دست گرفت و قيام 30 تير حاصل فراخوان وي بود. مصدق تنها 4 روز از نخست‏وزيري بركنار شد و قوام‏السلطنه كه چندان رقيب مناسبي براي او نبود دولتش در 30 تير 1331 سقوط كرد. همزمان با اين پيروزي، ديوان لاهه نيز رأي خود را به نفع ايران صادر كرد و عدم صلاحيت خود را در رسيدگي به شكايت دولت انگلستان اعلام نمود.