آیت‌الله طالقانی در سال ۱۳۴۰ به پیشنهاد آیت‌الله زنجانی عضو هیأت مؤسس نهضت آزادی ایران شد. بازرگان و سحابی دیگر اعضای نهضت آزادی بودند. از دیدگاه طالقانی، نهضت آزادی به لحاظ مشی سیاسی، مرامنامه، سوابق و معتقدات افراد شکل دهنده آن با احزاب آن دوره کاملا متفاوت بود.به تدریج نهضت آزادی در میان کانون‌های مخالف و مبارز جایگاه استواری یافت و با فروپاشی جبهه ملی به نهضت روحانیون پیوست. طالقانی که در بسیاری از مراسم‌ها و میتینگ‌های نهضت آزادی حضور فعالی داشت مخالفت خود را با انقلاب سفید و اصلاحات ارضی اعلام و آن‌را فریبکاری بزرگ و مخالف قانون‌اساسی دانست.
در پی بالا گرفتن فعالیت‌های سیاسی طالقانی به ویژه همکاری با جبهه ملی، نهضت آزادی و حرکت روحانیون، سرانجام در چهره مخالف آشکار با انقلاب سفید و بسترسازی قیام ۱۵ خرداد، نمود یافت و چون ماهیت اصلاحات آمرانه و برنامه‌های اقتدارگرای شاه را زیر سئوال برد، از همین‌رو رژیم تصمیم گرفت سران این حرکت را محاکمه و مجازات کند. رژیم از طریق خواهرزاده آیت‌الله طالقانی و همچنین عمال و نفوذی‌های خود چگونگی ارسال اعلامیه‌های نهضت آزادی و جبهه ملی به شیراز را کشف کرد. رژیم کوشید تا براساس یک نقشه حساب شده مقادیری مواد منفجره در منزل ایشان جاسازی کند و با کشف اعلامیه‌ها و مکاتبات وی پرونده قطوری برای او و سران نهضت آزادی تشکیل دهد.
بر اساس گزارش ساواک، طالقانی مدرس مدرسه سپهسالار و امام جماعت مسجد هدایت به اتهام تهیه و تنظیم و نشر اعلامیه به منظور تحریک قوای نظامی و انتظامی و همچنین تهیه و نشر اعلامیه به منظور اهانت به مقامات عالیه کشور، در ۶/۴/۱۳۴۲ طبق ماده ۵ فرمانداری نظامی تهران بازداشت شد. در ۱۹ خرداد ۱۳۴۲ نهضت آزادی اعلامیه شدیداللحنی با عنوان «دیکتاتور خون می‌ریزد» منتشر کرده بود و رژیم، آیت‌الله طالقانی را مسبب اصلی این اعلامیه می‌دانست. اعلامیه‌ای که پرونده نهضت آزادی را سنگین کرده بود.
دادگاه ۹ تن از رهبران نهضت آزادی و جمعی دیگر از ۳۰ مهر ۴۲ آغاز شد. این دادرسی‌ها که به دادگاه نظامی بدوی شهرت یافت، تحت کارگردانی نظامیان و افسران ویژه گارد شاهنشاهی برگزار شد. دادگاه به ظاهر به صورت نیمه علنی برگزار شد. مطبوعات و رسانه‌های دولتی حق انتشار اخبار مربوط به آن را نداشتند. اما دهها نفر تماشاچی می‌توانستند در صحن دادگاه حضور یابند.
موضوع کلی اتهام «اقدام بر ضد امنیت کشور» کشور بود. در متن کیفرخواست به چگونگی شکل‌گیری و زمینه‌های پیدایی احزاب و جریان‌های مخالف دولت به عنوان گردش کار اشاره شده بود. متن کیفرخواست به شکل نسبتا تفصیلی به فعالیت‌های نهضت مقاومت ملی، اعضا و هواداران آن و اقدامات زیرزمینی آنها به ویژه در ایجاد اختلال در کشور و انتشار اعلامیه‌هایی مغایر با منافع ملی اشاره داشت.
نخستین جلسه دادگاه در یک تالار بزرگ که حاوی ۱۶۰ صندلی برای تماشاچیان بود، با حضور جمع انبوهی از روحانیون، کارمندان، دانشجویان و بازاریان در میدان عشرت‌آباد برگزار شد. در این جلسه، دادگاه پس از معرفی متهمان، وکلای مدافع، دادستان و رئیس دادگاه و اعضای آن نتیجه گرفت که متهمین و نهضت آزادی بر خلاف مرامنامه خود که طرفداری و تبعیت از قانون اساسی هستند در نشریات رسمی و مستعار خود به ضدیت با سلطنت مشروطه و اهانت به مقام سلطنت اقدام می‌کنند.
وکلای مدافع ابتدا صلاحیت دادگاه را زیر سئوال بردند و از فقدان هیئت منصفه، نقایص پرونده، تخلفات صورت گرفته و عدم صلاحیت برای محاکمه یک روحانی طراز اول (طالقانی) و سی فقره دیگر را مطرح کردند. رهبران نهضت بدون کوچکترین تزلزلی بر مواضع خود پای فشردند و از تقاضای «عفو ملوکانه» که امری رایج بود خودداری کردند.این محاکمه از سوی سران نهضت آزادی به صحنه محکومیت رژیم استبدادی شاه و دفاع از آزادی، دین‌داری و مشروطیت تبدیل شد و استقامت آنها در محاکمات و دوران زندان زبانزد عام شد. طالقانی در دادگاه محاکمه کنندگان را به‌شدت تحقیر کرد و در نخستین جلسه دادگاه در پاسخ به پرسش رئیس دادگاه گفت:«چون دادگاه را قانونی نمی‌دانم، یک کلمه حرف نمی‌زنم… وکلای مدافع من اجازه دارند دلایل غیرقانونی بودن دادگاه را توضیح دهند.»
دادگاه به صحنه رویارویی دو جریان فکری و سیاسی تبدیل شد. این دادگاه پس از محاکمه مصدق، طولانی‌ترین و پرسروصداترین دادگاه نظامی بود که مدت محاکمات شش ماه و نیم به درازا کشید و شاید آخرین دادگاه نظامی عهده پهلوی دوم بود که وکلای مدافع نظامی در دفاعیات خود با استناد به اصول قانون اساسی و تفکیک قوا سخن گفتند و مداخله شاه را فراتر از اختیاراتش زیر سئوال بردند.
طالقانی پس از اعلام رای دادگاه سوره «والفجر» را قرائت کرد و اعلام داشت «بروید به اربابانتان بگوئید که شما محکوم هستید نه ما». طالقانی در دادگاه به اعتراض سکوت کرد و همه حاضران و متهمان در آن دادگاه بر این موضوع متفق‌القول هستند.این دادگاه پس از محاکمه مصدق، طولانی‌ترین و پرسرصداترین دادگاه نظامی بود. متهمان در ۱۴ دی ۱۳۴۲ در نامه‌ای خطاب به دیوان‌عالی کشور اتهام علیه امنیت کشور، تغییر رژیم، عدم رعایت قوانین و مقررات قضایی را بی‌اساس و دادگاه را غیرقانونی خواندند.
دادگاه پس از ۳۱ جلسه در ۱۶ دی ۱۳۴۲ با صدور حکم محکومیت سران نهضت به کار خود پایان داد و احکام زیر را درباره محکومیت سران نهضت آزادی به حبس صادر شد. بازرگان و طالقانی هر یک ۱۰ سال، سحابی و شیبانی و احمدعلی بابایی هر یک ۶ سال، عزت‌الله سحابی و حکیمی و جعفری هر یک ۴ سال و عدالت منش یک سال محکوم شدند. طالقانی در در دادگاه از پاسخ به سئوالات دادگاه و امضای صورتجلسه سرپیچی و اتهامات را وارد ندانست. پس از صدور حکم قطعی، متهمان تقاضای فرجام‌خواهی کردند که تاثیری هم در سرنوشت‌شان نداشت
