... und aktiver Sozialdemokrat 1929 Pressechef und einer der engsten Mitarbeiter des hessischen Innenministers Wilhelm Leuschner. 1930 wird Mierendorff in den Reichstag gewählt. Carlo  Mierendorff gilt vor 1933 als einer der erbittertsten Gegner der NSDAP und ihres Propagandisten Joseph Goebbels. Schon 1931 kann er den Blick der Öffentlichkeit auf die „Boxheimer Dokumente“ lenken, die detaillierte Pläne für einen nationalsozialistischen Staatsstreich enthalten.

Mierendorff kehrt 1933 trotz vieler Warnungen seiner Freunde von einer Reise aus der Schweiz zurück, wird verhaftet, misshandelt und bis 1938 in Konzentrationslagern gequält. Nach seiner Entlassung findet er erneut Verbindungen zu politischen Gesinnungsfreunden, so auch – wie sein Freund Theodor Haubach – zum Kreisauer Kreis, wo Mierendorff die sozialpolitische Diskussion entscheidend beeinflusst. Es gelingt ihm, die Gegensätze katholischer und sozialistischer Anschauungen zu überbrücken. Im Juni 1943 verfasst er den Aufruf für eine „Sozialistische Aktion“ als Sammlungsbewegung des Widerstands.

Seine Pläne finden ein plötzliches Ende, als Carlo Mierendorff am 4. Dezember 1943 in Leipzig während eines alliierten Bombenangriffs ums Leben kommt.

1950 wird der Mierendorffplatz in Berlin-Charlottenburg nach ihm benannt.