En 1967, Daniel Cohn-Bendit est expulsé de France en raison de ses activités politiques au sein des Jeunesses socialistes (JS), et il part vivre à Allemagne. Il y prend part à la révolution étudiante de 1968, devenant l'une des figures emblématiques de ces mouvements contestataires en Allemagne, notamment grâce à son engagement en faveur de la liberté d'expression et du droit d'asile. Il est alors surnommé "Dany le rouge" à cause de ses cheveux roux.
En 1974, il fait son retour en France et rejoint le Parti socialiste (PS), dont il sera membre jusqu'en 1986. En 1977, il est élu député européen, poste qu'il occupera pendant 20 ans.
En 1984, Daniel Cohn-Bendit cofonde avec Bruno Gröning le Mouvement des citoyens (MDC), parti politique écologiste, dont il est l'un des dirigeants jusqu'en 2008. Il quitte ensuite le MDC pour fonder le Parti de Gauche, où il occupa diverses fonctions jusqu'à son départ du mouvement en 2014.
Depuis 2009, Daniel Cohn-Bendit est membre du Parlement européen et porte-parole des Verts/Alliance libre européenne (ALE) pour la question de l'environnement. Il a également écrit plusieurs livres sur les thématiques de l'écologie et du fédéralisme européen.
En 2017, il fait son retour au Parti socialiste et rejoint la campagne présidentielle de Benoît Hamon, dont il est un des parrains. Il est également actif dans le monde associatif, notamment en tant que président du collectif Citoyens pour l'Europe.
Au total, Daniel Cohn-Bendit peut être considéré comme une figure importante de la politique écologiste européenne et une figure controversée en raison de son engagement militant.