A carreira política é uma das muitas facetas de Mario Schenberg. O sonho jamais realizado de exercer um cargo representativo fazia parte do desejo do físico de expressar suas idéias e contribuir para melhorar a vida das pessoas. Sua primeira tentativa de atuação direta no meio político veio em 1946, quando foi eleito deputado estadual em São Paulo pelo Partido Comunista. Schenberg participou da Assembléia Constituinte e elaborou a lei que instituiu o curso noturno na universidade.
  Com poucos meses de mandato, porém, ele e seus correligionários foram cassados: o Partido Comunista estava na ilegalidade. O físico permaneceu preso durante dois meses.
  A segunda tentativa viria 16 anos mais tarde, desta vez por outro partido: o PTB. Novamente, Schenberg foi eleito deputado estadual, e se destacou por alcançar a maior votação do partido no estado de São Paulo. Dessa vez, ele não chegou sequer a exercer a função. Acusado de pertencer ao Partido Comunista, teve o registro do diploma impedido pelo Tribunal Eleitoral.
  Com o início da ditadura, em 1964, a situação do físico só piorou. Foi preso logo após o golpe, e assim permaneceu por 50 dias. No final do ano, porém, teve sua prisão preventiva decretada, e ficou foragido por cinco meses. Na mesma época, acontecia um congresso científico no Japão para o qual ele havia sido convidado. O fato de não poder comparecer por estar sendo procurado por crime político deixava a ditadura em uma situação difícil. A comunidade científica internacional, que conhecia o trabalho de Schenberg, se manifestou e pressionou o governo para que sua prisão fosse revogada.
  O pedido foi atendido, e o pernambucano foi ao congresso. Ao contrário do que pareceria lógico, no entanto, ele não pediu asilo político. Terminado o congresso, regressou ao país.
  "Ele acreditava que era seu dever como cidadão ficar aqui e lutar contra a ditadura", diz o físico José Luiz Goldfarb, editor e biógrafo de Schenberg. "Ele deu muito trabalho aos militares: chegou até a ser operado no meio de uma prisão."
  O golpe mais duro contra o professor, no entanto, ainda estava por vir. Com a declaração do Ato Institucional número 5, em 1969, ele foi aposentado compulsoriamente e proibido de entrar no campus universitário. Foi também afastado do CBPF, fato do qual guardava muita mágoa. Em um discurso alguns anos mais tarde, Schenberg lembraria as dificuldades do período. "Há certas coisas que a gente não deve esquecer, porque se a gente esquece, perdoa; e certas coisas não devem ser perdoadas."