Em 1980 foi enquadrado na Lei de Segurança Nacional a pedido de fazendeiros da região, que procuraram envolvê-lo no assassinato de um capataz de fazenda, possivelmente relacionado ao assassinato do presidente do Sindicato dos Trabalhadores de Brasiléia, Wilson Sousa Pinheiro.
Em 1981 Chico Mendes assume a direção do Sindicato de Xapuri, do qual foi presidente até sua morte. Candidato a deputado estadual pelo PT nas eleições de 1982, não consegue ser eleito.
Acusado de incitar posseiros à violência, foi julgado pelo Tribunal Militar de Manaus, e absolvido por falta de provas, em 1984.
Liderou o 1º Encontro Nacional dos Seringueiros, em outubro de 1985, durante o qual foi criado o Conselho Nacional dos Seringueiros (CNS), que se tornou a principal referência da categoria. Sob sua liderança, a luta dos seringueiros pela preservação do seu modo de vida adquiriu grande repercussão nacional e internacional. A proposta da "União dos Povos da Floresta" em defesa da Floresta Amazónica busca unir os interesses dos indígenas, seringueiros, castanheiros, pequenos pescadores, quebradeiras de coco babaçu e populações ribeirinhas, através da criação de reservas extrativistas. Essas reservas preservam as áreas indígenas e a floresta, além de ser um instrumento da reforma agrária desejada pelos seringueiros: Chico Mendes formou uma aliança entre sua gente e os índios amazónicos, o que persuadiu o governo a criar reservas florestais para a colheita não predatória de produtos como o látex e a castanha do pará.
Em 1986, concorre às eleições pelo PT (Acre) como candidato a deputado estadual ao lado de outros candidatos, entre eles Marina Silva, para deputada federal, José Marques de Sousa, o Matias, como senador, e Hélio Pimenta para governador, não sendo eleitos.
Em 1987, Chico Mendes recebeu a visita de alguns membros da ONU, em Xapuri, que puderam ver de perto a devastação da floresta e a expulsão dos seringueiros causadas por projetos financiados por bancos internacionais. Dois meses depois leva estas denúncias ao Senado norte-americano e à reunião de um banco financiador, o BID. Os financiamentos a esses projetos são logo suspensos. Na ocasião, Chico Mendes foi acusado por fazendeiros e políticos locais de "prejudicar o progresso", o que aparentemente não convence a opinião pública internacional. Alguns meses depois, Mendes recebe vários prémios internacionais, destacando-se o Global 500, oferecido pela ONU, por sua luta em defesa do meio ambiente e viajou aos EUA para promover sua causa.
Ao longo de 1988 participa da implantação das primeiras reservas extrativistas criadas no Estado do Acre. Ameaçado e perseguido por ações organizadas após a instalação da UDR no Estado, Mendes percorre o Brasil, participando de seminários, palestras e congressos onde denuncia a ação predatória contra a floresta e as violências dos fazendeiros contra os trabalhadores da região.
Após a desapropriação do Seringal Cachoeira, em Xapuri, propriedade de Darly Alves da Silva, agravam-se as ameaças de morte contra Chico Mendes que, por várias vezes, denuncia publicamente os nomes de seus prováveis responsáveis. Deixa claro às autoridades policiais e governamentais que corre risco de perder a vida e que necessita de garantias. No 3º Congresso Nacional da CUT, volta a denunciar sua situação, similar à de vários outros líderes de trabalhadores rurais em todo o país. Atribui a responsabilidade pela violência à UDR. A tese que apresenta em nome do Sindicato de Xapuri, Em Defesa dos Povos da Floresta, é aprovada por aclamação pelos quase seis mil delegados presentes. Ao término do Congresso, Mendes é eleito suplente da direção nacional da CUT. Assumiria também a presidência do Conselho Nacional dos Seringueiros a partir do 2º Encontro Nacional da categoria, marcado para março de 1989, porém não sobreviveu até aquela data.