В конце 1919 года Радек едет в командировку в Германию для поддержки революции. Там его арестовывают, но почти сразу же освобождают. С 1919 по 1924 год Радек – член ЦК РКП(б). В 1920 году он становится секретарём Коминтерна, а затем членом исполкома этой организации. Сотрудничает в центральных советских и партийных газетах. 23 августа 1923 года на заседании Политбюро ЦК РКП (б) Радек предложил организовать вооруженное восстание в Германии.
С 1923 года Радек – активный сторонник Троцкого. Участвовал в Объединенной оппозиции вместе с Троцким и Зиновьевым. В 1927 году исключён из ВКП(б) и Особым совещанием при ОГПУ приговорён к 4 годам ссылки и выслан в Красноярск.
В 1925–1927 годах был ректором Университета народов Востока (Китайского университета) имени Сунь Ятсена в Москве и членом главной редакции Большой Советской Энциклопедии.
В 1930 году вместе с Преображенским, Белобородовым и Смилгой он направил в ЦК письмо, где заявил об «идейном и организационном разрыве с троцкизмом». Долго и изобретательно публично «каялся» в печати. В том же году восстановлен в партии.
Радек перевёл на русский язык «Майн кампф» Адольфа Гитлера (1932 год), этот перевод был издан ограниченным тиражом для изучения партийными работниками. В статьях и выступлениях этого периода всячески восхвалял Сталина.
По делу «Параллельного антисоветского троцкистского центра» в 1936 году вновь исключён из ВКП(б) и 16 сентября 1936 года арестован. Стал центральной фигурой процесса, давал требуемые подробные показания о якобы «заговорщицкой деятельности» – своей и других подсудимых; при этом отрицал применение пыток на следствии. 30 января 1937 года приговорён к 10 годам тюрьмы и отправлен в Верхнеуральский политизолятор.
В Верхнеуральском политизоляторе был убит другими заключёнными. В тюрьму, где сидел Радек, приехал оперуполномоченный секретного политического отдела НКВД Кубаткин. Сначала он использовал привезённого с собой заключенного, уголовника Мартынова, чтобы тот спровоцировал