中國北京天安門廣場外的公安因霧霾而戴口罩執勤（AP）「暴政並不可怕，可怕的是對暴政的屈服、沉默或讚美」1988年8月到1989年5月間，劉曉波應邀赴挪威奧斯陸大學、美國夏威夷大學、美國哥倫比亞大學擔任訪問學者。1989年4月15日，中共前總書記胡耀邦去世，北京及全國高校（大學）學生相繼舉辦悼念活動，發展成大規模街頭抗議運動，當時人在哥倫比亞大學訪問的劉曉波立即響應，參與海外中國留學生和訪問學者的聲援活動。
4月20日，劉曉波與胡平、陳軍等10人共同發表敦促中共反省糾正錯誤的〈改革建言〉，對學運表示關注，要求重新審查1983年「清除精神污染」運動、1987年「反資產階級自由化」運動的有關問題，並主張「修改憲法」，取消鄧小平「四項基本原則」，加入保障基本人權的條款，開放民間報刊，禁止因言定罪，真正實行言論自由、出版自由和新聞自由。
4月22日，劉曉波在《世界日報》發表〈胡耀邦逝世現象的省思〉，起草〈致中國大學生的公開信〉，批判中國社會主義制度是「專制政體」，鼓動學潮要「拋棄尋找開明君主的改革模式，而嘗試著走一條從制度上改造中國的道路。」「如果大陸的大學生們和那些追求民主的知識分子們，能在公開支持黨內開明派的同時，也公開支援魏京生等人和海外的《中國之春》，肯定會加快中國民主化的進程。」「暴政並不可怕，可怕的是對暴政的屈服、沉默或讚美。」
1989年6月4日，六四天安門事件爆發，北京當局血腥鎮壓示威學生（美聯社）離開美國，回到北京，參與學運，進行絕食4月26日，劉曉波離開美國，27日回到北京，並立即參與學運活動。
5月13日，北京數百名大學生到天安門廣場開始絕食靜坐；14日，劉曉波到廣場支持和協助學生，參與廣場絕食團的宣傳、撰稿、講演、募捐等活動，為《北師大絕食團通訊》籌款、組稿、編輯和發行，並參與「首都各界聯合會」的籌建工作。
6月2日，劉曉波與周舵、高新和台灣歌手侯德健發表〈六．二絕食宣言〉，一方面大聲疾呼「我們不是尋找死亡。我們尋找真的生命。」一方面開始72小時絕食。後來在軍隊進入天安門廣場的所謂「清場」過程中，劉曉波等人「廣場四君子」曾經與軍隊談判，試圖讓學生安全撤離，但仍無力阻止舉世震驚的「六四慘案」。
1989年6月4日，六四天安門事件爆發，北京當局血腥鎮壓示威學生（美聯社）6月6日，劉曉波遭到拘捕，後來被迫在中央電視台「作證」表示「未見軍隊在天安門廣場上殺人」。9月，劉曉波被開除公職。
1991年1月，劉曉波在北京市中級人民法院受審，被判「反革命宣傳煽動罪」，但因說服學生撤離廣場被作為「重大立功表現」而免予刑事處分釋放。出獄之後，劉曉波作為自由撰稿人繼續在北京從事寫作，並參與人權活動，也成為北京當局重點監控的對象。1992年，台灣時報文化公司出版劉曉波的《末日倖存者的獨白》。
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劉曉波（美聯社）不斷發表言論，不斷被監控逮捕1993年1月，劉曉波應邀出訪澳洲和美國。同年5月，謝絕海外朋友留下避難的建議，返回中國。1995年2月20日，劉曉波起草並與包遵信、王若水、陳子明、徐文立等人聯署發表《反腐敗建議書——致八屆人大三次全會》。5月，他又和陳小平共同起草《汲取血的教訓推進民主與法治進程——「六四」六周年呼籲書》，被北京市公安局以「監視居住」的方式關押在北京郊區，1996年2月才獲釋。