Puis, il prit une part active à la Commune de Paris, dont il fut élu membre pour le 2e arrondissement. Après avoir participé aux combats de la Semaine sanglante (21-28 mai 1871), caché dans Paris, il composa son poème L'Internationale en juin avant de se réfugier en Angleterre.
Condamné à mort par contumace en 1873, il s’exila aux Etats-Unis, d'où il organisa la solidarité pour les communards déportés. De là, il adhéra au Parti ouvrier socialiste d'Amérique. Ruiné et à demi paralysé, il revint en France après l’amnistie de 1880. Fréquentant les goguettes, grâce à ses retrouvailles avec le chansonnier Gustave Nadaud (1820-1893), il publia pour la première fois une cinquantaine de chansons (1884).
En 1887, ses amis politiques publièrent à leur tour ses Chants révolutionnaires incluant pour la première fois le texte de L'Internationale. Remarqué par le poète Charles Cros, celui-ci le communiqua à la section lilloise du Parti ouvrier. C’est ainsi que Gustave Delory (1857-1925), futur député maire de Lille, demanda à Pierre De Geyter d’en composer la musique. Un an après sa mort, Eugène devenait célèbre.
Il avait souvent joué de malchance et son enterrement ne dérogea pas. Pour ses obsèques, ses anciens collègues de la Commune avaient convié une foule d’environ 10 000 personnes à la Goutte d’Or où se situait son dernier logement des plus sordides. Une bagarre éclata à propos d’un drapeau rouge dont les agents voulurent s’emparer. La police chargea sabre au clair. Le député socialiste Jules Joffrin (1846-1890) fut arrêté et conduit au poste pendant que d’autres étaient violemment frappés pour avoir pris sa défense. La presse fit la part belle aux incidents ne disant pas un mot du défunt sinon que « c’est un ancien membre de la Commune que les révolutionnaires qualifient de poète, mais dont les œuvres sont bien peu connues ».
Il fallut attendre 1905 pour que sa tombe, au cimetière du Père-Lachaise, soit modestement ornée d’un livre ouvert rappelant, sur une page, quelques-uns de ses poèmes : L’insurgé, Jean Misère, La Toile d’araignée, Ce que dit le Pain, La Mort d’un globe et L’internationale, bien évidemment.