През лятото на 1874 година Христо Ботев се включва активно в работата на Българския революционен централен комитет (БРЦК) и участва в неговото общо събрание на 20 – 21 август, проведено в печатницата на Каравелов. На събранието той е избран за един от петимата членове на комитета, заедно с Каравелов, Киряк Цанков, Г. Панов и Тодор Пеев, а след това става и негов секретар.

През есента на 1874 година Ботев завършва превода на книгата „За славянския произход на дунавските българи“ на руския историк Дмитрий Иловайски. По-рано през същата година Иловайски се среща с Каравелов и Ботев и ги призовава да спрат с критиките си срещу Русия, тъй като руското правителство планира война срещу Османската империя, която да освободи България. През октомври Любен Каравелов се отказва от издаването на вестник „Независимост“, но оставя на Ботев издаването на нов вестник на БРЦК – така през декември започва да излиза вестник „Знаме“.

Заемайки се с издаването на „Знаме“, Ботев напуска работата си като учител, а мястото му е заето от брат му Стефан. По това време с тях вече живее и брат им Кирил. В началото на 1875 година в Букурещ пристига и майка им Иванка с най-малкия си син Боян, след като синът ѝ Петко, парализиран през голяма част от живота си, умира. Иванка Ботева започва работа в дома на Евлоги Георгиев, който е неин родственик.

През март 1875 година Каравелов и Ботев влизат в публичен конфликт, като Каравелов конфискува за дългове последния брой на „Знаме“. Двамата си отправят взаимни нападки в печата и в кореспонденцията си, като предизвикват вълнения сред българската емиграция и поставят под съмнение ефективността на БРЦК. През юни Ботев успява да купи своя печатница, използвана по-рано за издаването на вестник „Отечество“, и продължава да издава „Знаме“.

За закупуването на печатницата Ботев получава финансова помощ от Венета Везирева, за която през юли същата година се жени, като техен кум става лекарят Георги Странски. Това става против волята на нейния вуйчо, епископ Панарет Рашев, а бракът им е граждански, тъй като Венета Везирева преди това е женена за заможен търновски търговец. От първия си брак тя има един син, Димитър, десетгодишен по това време, който отива да живее с майка си и с Христо Ботев.

През лятото на 1875 година Любен Каравелов, който заема все по-умерени позиции, е отстранен от БРЦК с активното съдействие на Ботев, Стефан Стамболов и дошлите от Белград Иван Драсов и Панайот Хитов. На 12 август е проведено общо събрание, което избира нов състав на комитета, като председател става Димитър Ценович, а Ботев е подпредседател. Взето е решение за организиране на въстание в най-кратък срок, за да се използва кризата в Османската империя в резултат на Херцеговското въстание. Ботев е изпратен от комитета в Русия, за да събере пари и оръжие и да организира набирането на доброволци за въстанието сред местните българи.

Ботев посещава Браила, откъдето заминава на 20 август за Кишинев, Одеса и Николаев. Влиза в контакт с Кишиневското българско общество и организира в Кишинев група, която трябва да се включи в бъдещото въстание, като към нея са привлечени е офицери от български произход. Подобни групи са създадени също в Одеса и Николаев, но изглежда по-видните българи се отнасят скептично към мисията на Ботев, тъй като руското правителство е против въстание в България.

Ботев успява да убеди намиращия се в Одеса Филип Тотю да замине за Румъния, където трябва да оглави чета от местни доброволци. Христо Ботев напуска Одеса на 3 септември, а пристига в Румъния на 30 септември. Съществуват предположения, че междувременно посещава Цариград, но за това няма сигурни свидетелства.

След завръщането на Христо Ботев в Букурещ сред българската общност се появяват слухове за присвоени от него обществени средства. На 30 септември той напуска БРЦК и не участва в неговата дейност непосредствено след провала на Старозагорското въстание. Междувременно в Букурещ пристигат неговата майка и най-малкият му брат, а издаването на вестник „Знаме“ е прекратено. По тази причина той отваря в дома си книжарница, а братята му започват да обикалят Румъния и Бесарабия, за да продават преводните му книги, както и единствената му издадена приживе стихосбирка (включваща и четири стихотворения от Стамболов) „Песни и стихотворения от Ботьова и Стамболова“ (единственото неиздавано стихотворение на Ботев, включено в нея е, „Ней“). През октомври той отпечатва и „Стенен календар за 1876 година“ със стихотворението „Обесването на Васил Левски“.