W ostatnich dniach czerwca 1908 we lwowskim mieszkaniu Kazimierza Sosnkowskiego przy ul. Lenartowicza 12 odbyło się zebranie założycielskie Związku Walki Czynnej. Sam Sosnkowski wszedł wówczas do Rady Głównej Związku. Według Juliana Stachiewicza, był on pomysłodawcą utworzenia ZWC. Rzeczywistym przywódcą ZWC był jednak Piłsudski, a Sosnkowski pełnił obowiązki szefa sztabu. ZWC stał się zalążkiem ogólnopolskiego ruchu wojskowego i pod kierunkiem młodego Sosnkowskiego szybko rozwinął działalność. Sosnkowski w pełni identyfikował się z antyrosyjską koncepcją Piłsudskiego i przewidywał, że Kadry Związku w przyszłości wystąpią jako polska siła zbrojna przeciw caratowi. Adepci przechodzili regularne przeszkolenie, obejmujące m.in. wykłady z historii, geografii militarnej, naukę o fortyfikacjach i ćwiczenia praktyczne z bronią.
W 1910 był współzałożycielem Związku Strzeleckiego (używał wówczas pseudonimu Józef). W czerwcu 1912 został mianowany szefem sztabu Komendy Głównej ZWC (od tego czasu nazywany był przez swoich współpracowników Szefem) i zastępcą Komendanta Głównego, którą to funkcję pełnił Józef Piłsudski. Jak pisał Bogusław Miedziński: