さらに1970年代、時の女性解放運動（ウーマン・リブ）に参画した後、反差別・反戦などの市民運動に取り組み、1980年には参議院選挙に出馬して当選、1期を務めた。
その後は著作活動に専念するかたわら、人権や反戦の市民運動を続けている。

以後、東宝演劇部の専属俳優として舞台に出続けるかたわら、テレビやラジオでも活動した。主演テレビドラマでは、子役時代の『虹の国から』（TBS制作）、成人後の『お荷物小荷物』（ABC制作、佐々木守脚本）などがある。

しかし、テレビメディアに疑問を持ち、『お荷物小荷物・カムイ編』（ABC制作、1971年12月～72年4月）の打ち上げで、以後ドラマには出演しないことを宣言してドラマから撤退、『お昼のワイドショー』を降板した1978年以降はじゃりン子チエ等の声優活動以外、タレントとしてのテレビ出演からもほぼ完全に撤退した。
最近では、「おんな組いのち」の活動の一環として2005年1月に開始したトーク番組「痛快!おんな組」（朝日ニュースター）のレギュラーコメンテーターとして月一回、テレビに姿を見せている。

高校時代、NHKの人形劇「ひょっこりひょうたん島」では多くの挿入歌を歌い、その作曲家・宇野誠一郎の指導を得て、ボイストレーニングを受けた。当時は主としてNHKで子ども番組の主題歌や「みんなのうた」などで活躍し、舞台でもいくつかの東宝ミュージカルに出演した。
だが歌手としての本格的なデビューは、1969年9月にビクターレコードより発表されたポップス「あなたの心に」（自作詞 / 作曲：都倉俊一）。当年度レコード大賞新人賞にノミネートされるほどのヒット（オリコン2位）となった。この曲はのちに、以下のように多くのカバーを生んだ。
* 1973年：藍美代子がアルバム『わたしの四季』でカバー
* 1994年：相馬裕子がシングル『恋なんてしたくない』のカップリングとしてカバー
* 2001年：辛島美登里がアルバム『Eternal-One』でカバー
* 2002年：林原めぐみがTVアニメ『アベノ橋魔法☆商店街』のエンディングテーマとしてカバー
* 同年：メロン記念日と石井リカがアルバム『FOLK SONGS 2』でカバー
* 2003年：岩崎宏美がシングル曲としてカバー
* 2005年：石川ひとみがアルバム『With みんなの一五一会～フォークソング編』でカバー
同年12月には同じ作詞・作曲者による「止まらない汽車」がヒット（オリコン41位）。また1970年代には当時の夫でピアニスト・作曲家の佐藤允彦と組んだレコード等、以後も多くの作品を残しているが大きなヒットはない。ライブ活動に不熱心だったが、かえって年をとってから集会や知人のコンサートなどで歌うことが多くなっている。
なお、テレビ番組の主題歌としては、NHKの学校生活指導・道徳番組「明るいなかま」（1962～1986）、フジテレビの永井豪原作アニメ「ドロロンえん魔くん」（1973～1974、オープニング・エンディング歌唱。作詞も本人）、「山ねずみロッキーチャック」の「緑の陽だまり」（1973年、オープニングテーマ、作詞を担当）が有名である。
1999年にはブルース・インターアクションズより、ビクター時代の音源22曲を収録したCDと、本人による楽曲解説ほかを掲載したブックレットを組み合わせた『歌手中山千夏 おりじなる・ふぁーすと・あるばむ』が発売された。

1975年、田原総一朗（当時東京12chディレクター）らが中心となった団体の「日本ジャーナリストクラブ」の運営資金捻出のための長時間討論会「のんすとっぷ24時間討論会」が行われ、中山はその司会者として参加した。
1980年6月22日の第12回参議院選挙に全国区から出馬して当選し、美濃部亮吉・山田耕三郎とともに院内会派「一の会」を結成、1期を務めた。しかし、1983年6月26日の第13回参議院選挙で全国区が廃止され、政党を基盤とする比例代表制に移行したことから、改選となる1986年7月6日の第14回参議院選挙には無所属で東京選挙区から出馬するが次点で落選。その時の公約通り、以後は選挙に出馬することなく、一市民としての社会活動に徹している。
時に社民党、民主党、共産党などと共闘することはあるが、根っからの政党政治嫌いで、支持政党はなく、政治的支援は無所属候補、無所属議員に限っている。
現在は、2004年に結成した「おんな組いのち」を拠点に、反戦、反DV、死刑廃止の主張を展開。「おんな組いのち」では、伊豆半島某所在住にちなんで「在日伊豆半島人」を名乗っている。
天皇制については「後継者は直系に限り、性別は問わない。世襲の強制をやめて、当人の意志を必須の条件とする」べきだと考えている。
また、2002年～2007年の間、連続講座「学校ごっこ」（定期講師陣は中山のほかに永六輔、矢崎泰久、小室等）を主催した。

『週刊文春』の企画グラビア「天下の大物」（1969～1971年）に連載した短文を高く評価されて以来、本格的に著作活動を行うようになった。70年代半ばには小説も書き始め、『子役の時間』（1980年6月文藝春秋より同名の小説集を出版）ほかで3度直木賞候補となる。同作は後年、数カ国語に翻訳され、英国ではインデペンデント紙の月間最優秀海外フィクション賞を受賞している。
人権を子ども向けに説いた『妹たちへの手紙』（1984年、国土社）や、女性を扱った『からだノート』（1977年、ダイヤモンド社。1997年増補改定版『新・からだノート』をネスコより出版）は、多くの読者を得てロングセラーとなった。
また2004年には絵本にも手を染め、その一冊『どんなかんじかなあ』（絵・和田誠）はその年度の日本絵本賞を受賞した。
なお、自著エッセイの挿絵はすべて自分で描いている（小説・童話の挿絵もあり）が、2005年に初の描きおろし個展を開催、その作品をピクチャーブック『いろどり古事記』（2006年9月、自由国民社）として出版した。
また2006年6月に出版したノンフィクション『妖精の詩』は、同年度「ボップ・カルチャー・アワード」出版部門のベスト1作品に選出された。
現在、『母の友』『週刊金曜日』『伊豆新聞』に連載を持っている。近著にノンフィクション『海中散歩でひろったリボン～ボニンと益田一～』（2008年2月、KTC中央出版）、対談集『ぼくらが子役だったとき』（2008年8月、株式会社金曜日）、自身の母娘関係を分析した『幸子さんと私』（2009年8月、創出版）がある。
*よそのそよ 講談社 1970
*千夏千記 私の人間食べ歩き 大和書房 1972
*電車で40分 大和書房 1973
*小さな願い サンリオ出版 1973
*地球で見たこと 日本放送出版協会(NHKブックスジュニア) 1974
*旅はツレアイ 日本交通公社 1974
*偏見レポート 文藝春秋 1974 のち文庫
*千夏一記 でなおします 大和書房 1974
*千夏回記 芸能人の帽子 大和書房 1977.3
*偏見自在 文藝春秋 1977.4 のち文庫
*男たちよ! 話の特集 1977.5 のち河出文庫
*からだノート ダイヤモンド社 1977.6 のち文春文庫
*恋あいうえお 話の特集 1978.4 のち文春文庫
*中山千夏ヴァラエティブック 大和書房 1978.9
*中国ノート 話の特集 1979.2
*偏見ごおごお 文藝春秋 1979.7
*ダブルベッド 話の特集 1980.5 のち文春文庫
*子役の時間 文藝春秋 1980.6 のち文庫
*クワルテット 話の特集 1980.12
*中山千夏議員ノート 1－8 話の特集 1981-1983
*偏見人語 文藝春秋 1981.10
*鏡の国のアリス 千夏レポート 朝日新聞社 1983.6
*偏見ごめん 文藝春秋 1984.3
*夢うつつ物語 ほんとの日本神話 話の特集 1984.12
*妹たちへの手紙 国土社 1984 (青春ノート)
*国会という所 岩波新書 1986.4
*ヒミカ(卑弥呼) むかし倭国に女王がいた ブロンズ新社 1987 (にんげんの物語)
*現代日本女性の気分 毎日新聞社 1987.7
*中山千夏のスパイシーエッセイ・アラビアータ 徳間書店 1989.12
*新・古事記伝 1－3 築地書館 1990.9
*タアキイ 水の江滝子伝 新潮社 1993.2
*姫たちの伝説 古事記にひらいた女心 築地書館 1994.4
*スクーバ・ダイビング入門海に潜った! 築地書館 1995.5
*モリーの華麗な性生活 マガジンハウス 1995.2
*ヒットラーでも死刑にしないの? 築地書館 1996.11
*おんな(一語の辞典) 三省堂 1997.10
*新・からだノート ネスコ 1997.10 (女のココロとカラダシリーズ)
*イザナミの伝言 古事記にさぐる女の系譜 築地書館 1998.6
*三日月の船 一葉社 1998.12
*ひらりひらりと 新潮社 1999.6
*カネを乗りこえる マンバのカネ批判 大月書店 2002.1 (Somo-somo sosyo)
*無理愛 飛鳥新社 2002.5
*『古事記』に聞く女系の木霊 御茶の水書房 2003.9 (神奈川大学評論ブックレット)
*死刑は誰を救うのか 中山千夏と語る 死刑をなくす女の会編 一葉社 2004.9
*となりのイカン 自由国民社 2004.10
*へんなの 自由国民社 2004.10
*いきてる 自由国民社 2004.10
*おとしものしちゃった 自由国民社 2005.3
*あげたおはなし 自由国民社 2005.5
*どんなかんじかなあ 自由国民社 2005.7
*妖精の詩 飛鳥新社 2006.6
*いろどり古事記 自由国民社 2006.9
*友だちの作り方 幸せな関係を築く大人のためのトレーニング 河出書房新社 2007.3
*海中散歩でひろったリボン ボニン島と益田一 ゆいぽおと 2008.2
*ぼくらが子役だったとき 金曜日 2008.8
*幸子さんと私 ある母娘の症例 創出版 2009.8
共著
*精力舌論 矢崎泰久 話の特集 1975
*バラの花など唇に 矢崎泰久 話の特集 1978 (狭間組見聞録)
*モンク・トーク 矢崎泰久 文藝春秋 1981.3
*湿った火薬 小説革自連 矢崎泰久 学陽書房 1984.3
*お聖千夏の往復書簡 田辺聖子 集英社文庫 1989

パソコンでは、元来のゲーム好きから、近年オンラインゲームに熱中するところとなり、「オンラインゲームにハマっている著名人」として少々知られるようになった。2006年、ゲーム上でおきたある事件をきっかけにブログを立ち上げ、主にブログの内容を中心にしながらも、ネットで体験した恋愛を赤裸々に綴った『妖精の詩』（ブログと同タイトル）を発刊した。ブログによれば、ネット・ラブは、2010年現在、続いている。

その一部について『週刊新潮』が12月7日号で『悠仁親王は「猿のぬいぐるみ」!/「陛下のガン」も笑いのネタにした「皇室中傷」芝居/「永六輔、中山千夏、矢崎泰久、佐高信」らが参加した緊急市民集会。美智子皇后や君が代を貶める「不敬で下劣」なイベントに観客は凍りついた。』との見出しで批判的に報道。
これによって集会で問題のコント（「さる高貴なご一家」）を演じた劇団「他言無用」と雑誌『週刊金曜日』に対して、主に右翼団体などによる抗議行動が行われた。
その結果、劇団はホームページ上で謝罪し、『週刊金曜日』も2006年12月22日発売号で謝罪文を掲載した。
コントの最後に登場し、「美しい国」についてコントの演者に質問し、引き続くトークシーンで「象徴天皇制」に関する持論の概要を述べた。中山は『創』2007年3月号で「「皇室寸劇封印事件」 被害者からの提言 人権と天皇と風刺について」と題し、この件に触れている。

*男は度胸（1970年 - 1971年、NHK）
*お荷物小荷物（1970年 - 1971年、ABC）
*焼きたてのホカホカ（1971年、NTV）
*お荷物小荷物・カムイ編（1971年、ABC）
*おしどり右京捕物車 第6話「奪」、第13話「砲」（1974年、ABC。またオープニングのナレーションを内藤武敏とともに担当）
*ザ・ハングマンV（1986年、ABC。オープニングのナレーションを春やすことともに担当したが、途中で降板。以降はやすこのみで担当した）
*制作2部青春ドラマ班（1987年、EX）