Em 1932, com os paulistas sublevados contra a revolução dos tenentes que havia deposto o presidente Washington Luís, fecha seu consultório e se alista como oficial médico no exército de Isidoro Dias Lopes. Em reconhecimento a seus dotes de estrategista, foi promovido a capitão e a delegado militar na região de Aparecida e Lorena, no Vale do Paraíba. Em carta a sua esposa ele descreve as agruras da frente de batalha:
“O ruído do canhão quase que não faz medo, a metralha assusta mais e é muito mais traiçoeira. O avião é que assusta muito; naquelas 2 horas que lá passei tivemos 5 feridos gravemente por granadas lançadas…” . Para escapar da repressão após a derrota de 1932, saiu com outros próceres revolucionários para o exílio, primeiro no Paraguai e depois na Argentina. Voltou decidido a fazer política.
Convidado por seu tio, o senador José Augusto Pereira Rezende, chefe do Partido Republicano na região de Botucatu, Adhemar se candidatou e foi eleito deputado e constituinte estadual nas eleições de outubro de 1934.
Na Assembléia Legislativa do Estado coloca-se em oposição tanto ao governo estadual de Armando Sales como a Getúlio Vargas. Como legislador lutou pela anistia aos presos políticos, denunciou desmandos no Instituto Butantã e se preocupou com os problemas dos agricultores, principalmente os dedicados à cultura do café. Em novembro de 1937 teve seu mandato cassado pelo Estado Novo mas não cessa de se articular politicamente.
