شهید محلاتی در سال های 1326 تا 1357 که به پیروزی انقلاب اسلامی انجامید، فعالیت های ضدطاغوتی زیادی داشت. او پس از آشنایی با شهید نواب صفوی، به گروه فداییان اسلام پیوست و به علت این همکاری، بارها تحت تعقیب قرار گرفت. شهید محلاتی در سال 1340 به تهران عزیمت کرد و ضمن اشتغال به کارهای علمی، فرهنگی و تبلیغی، همواره در صحنه های مختلف به مبارزه فداکارانه با دستگاه طاغوتی پهلوی می پرداخت.ایشان در دریافت پیام های امام خمینی رحمه الله و رساندن آن به مردم از رابطان اصلی بود. شهید محلاتی، در بیشتر راهپیمایی های قبل از پیروزی انقلاب اسلامی نقش هدایت کننده و برجسته ای برعهده داشت و در جریان ورود حضرت امام خمینی رحمه الله به میهن اسلامی، عضو کمیته مرکزی استقبال از ایشان بود. شهید شیخ فضل الله محلاتی که برای حاکمیت اسلام، آزادی و استقلال و اجرای قسط و عدالت، سال ها محرومیت و رنج را متحمل شده بود، پس از پیروزی انقلاب اسلامی، در آستانه 22 بهمن 1357 به عنوان نخستین سخنگوی انقلاب، پیروزی نهضت و استقرار نظام الهی را در کشور از راه رادیو به ملت مسلمانان نوید داد. شهید محلاتی، به علت سابقه درخشانش، مورد اطمینان حضرت امام خمینی رحمه الله بود و مسئولیت های اجرایی مختلفی مانند معاونت کمیته مرکزی انقلاب، نمایندگی امام در صندوق تعاون صنفی و نمایندگی امام رحمه الله در مراسم باشکوه حج ابراهیمی در سال 1358 را برعهده داشت. او در انتخابات نخستین دوره مجلس شورای اسلامی، از طرف مردم محلات انتخاب و راهی مجلس شورای اسلامی شد.  سپاه هم زمان با تشکیل سپاه پاسداران، شهید محلاتی که شخصی آگاه، دل سوز و پرتلاش بود، از سوی رهبر کبیر انقلاب، مسئولیت نظارت، کنترل و هدایت این نهاد انقلابی و نوخاسته را پذیرفت. آنچه مرحوم محلاتی را در کار بزرگ ارشاد و هدایت سپاه توفیق بخشید، تنها جایگاه قانونی نمایندگی امام در سپاه نبود؛ بلکه ویژگی های اخلاقی و رفتاری آن شهید بزرگوار بود که اعضای سپاه به او از دید مُرشد و پیر راه می نگریستند. شهید محلاتی به پاسداران محبتی درونی داشت و این علاقه از عشق او به اسلام و امام پدید آمده بود. او پاسداران را از نزدیک می شناخت و اخلاص و ایثار آنها را لمس می کرد. آن شهید والامقام، دل سوز پاسداران بود و این سوز درونی به او تحرک و تلاشی فراوان می بخشید