1989年4月21日，吾爾開希宣布成立「北京師範大學學生自治會」及「北京市臨學聯」並自任主席。當晚，在北大籌委會及清華學生的推動下，在北京師範大學舉辦「誓師大會」，有超過六萬人參與[6]。當夜，上述數萬學生前往天安門廣場，在人民大會堂會場外參與次日的胡耀邦追悼會。25日，與劉剛、王丹、王超華、熊焱等人將北京臨時學聯改名為「北京高校學生自治聯合會」簡稱「北高聯」。北高聯隨即成為繼北大籌委會之後的八九學生運動的主要組織。吾爾開希擔任該組織第二任主席。自此，吾爾開希成為天安門學生運動主要學生領袖。4月29日，中國政府當局組織的與學生代表的對話中，吾爾開希要求以北高聯主席身份參與，在進入會場之前被當局阻止，當晚與王丹在香格里拉飯店召開記者招待會，自稱被中共便衣跟蹤，不再參與北高聯會議，二人便被學運組織邊緣化。5月13日，吾爾開希便與王丹等6人發起絕食。

吾爾開希在當時的學生中有較大的影響力。5月18日，他身穿醫院的病號服與國務院總理李鵬的會面時說：「時間很緊，我們在這裏坐得舒服，但外邊的同學在捱餓，所以我很抱歉打斷您的話……」打斷其冗長發言。受到在北京採訪的各國的媒體矚目[來源請求]。但吾爾開希這時也犯了大錯，他一再強調學生領袖與學運組織的無能為力，甚至說廣場學生背離民主程序。吾爾開希當時對總理李鵬說「現在的問題，不在於要說服我們這些人。我們很想讓同學們離開廣場，廣場上現在並不是少數服從多數，而是99.9%服從0.1%；如果有一個絕食同學不離開廣場，廣場上的其他幾千個絕食同學也不會離開。」會談結束前，吾爾開希又強調一遍。另一位民運領袖封從德認為這中了李鵬的圈套，李鵬等中共官員會以學生領袖管理無能為力為由結束這種「無政府狀態」。[7]

在蘇共中央總書記戈巴契夫來到北京訪問之時，吾爾開希主張從天安門廣場東移，供政府舉行儀式以維持學生愛國立場。這個行動導致廣場學生的布局開始混亂，於是激進派的柴玲、李祿等人組成新的學運組織中心「絕食指揮部」。隨後，本來已經被北高聯除名的吾爾開希與王丹二人，因此進一步與柴玲等人產生爭執，而被學運組織進一步邊緣化，但在媒體中卻一直保持學生領袖的形象。

「我的很多同學被坦克車壓死了，被坦克車完全扁平地壓死在天安門廣場。很多他們的屍體到最後用鐵鍬鏟起來。我的一個朋友是師大的糾察隊員，負責糾察的。他就親眼看見了把我們同學的屍體用塑膠袋裝起來，然後堆在一起放火燒了。」

另外，吾爾開希在被通緝期間，官方曾經發表了一段吾爾開希在絕食期間與其他人吃飯的錄像。錄像的旁白指出，吾爾開希是用別人的捐款來大吃大喝。在另一段的錄像中，吾爾開希說，當時他是和香港的同學們吃飯：

很多朋友可能看了那篇他們通緝我的時候放的錄像，說我大吃大喝。事實是，那是在北京飯店和香港的同學一起吃的一頓飯。如果這算大吃大喝的話，那麼我想問問他們這一群法西斯們，他們每天的那些用公款堆積起來，國宴、歡迎宴等等各種各種的宴席，他們每天用人民的血汗來養肥自己的肚子，他們算什麼呢？我算大吃大喝的話，他們算什麼吃、什麼喝？這個政府虛弱到了連一個學生吃飯都要放到電視上來告訴人民，這個人是反革命。

事後香港媒體詢問當時北上跟吾爾開希會面的香港學生代表，他們也直言是他們付款，而不是吾爾開希或其他人動用捐款來吃喝的。香港專上學生聯會副會長林耀強說：「吾爾開希在五月二十二日就辭去了北高聯主席的職務。而絕食行動在五月十九日就已經停止了，因此，影片說北高聯領袖一面呼籲同學絕食，一面卻大吃大喝，純粹是中共為了汙蔑學生領袖而炮製的低劣謊言。」[10]

另一學生領袖馬少方也在一篇文章中指出：「可不知出於何故，那畫面上的日期——5月24日，卻沒有被刪走。問題是，廣場上的絕食抗議是5月13日開始，19日結束，5月24日的廣場上沒有一個人絕食，喉舌的聲音就是公然造假。」[11]

1989年6月4日六四事件發生後，吾爾開希位列被通緝的學生運動21位領袖名單的第二位。他在父親的幫助下從蘭州乘坐軍機經香港逃離中國大陸[12][13]開始其漫長的流亡生涯。他與嚴家其等人共同創立「民主中國陣線」，並擔任副主席。離開中國後，他曾在美國哈佛大學和聖拉斐爾市加州多明尼克大學進修。[14]

1991年10月15日吾爾開希帶著挑戰書前往立法院當面向時任民進黨立法委員的謝長廷，要求進行一場公開的統獨辯論。謝長廷以吾爾開希的代表性不足，拒絕與其辯論，吾爾開希認為推動中國的民主化，海峽兩岸的統一是至關重要的。