Corvalan werd in 1959 secretaris-generaal van de communisten in Chili. Hij leidde de partij toen die Salvador Allende steunde bij de presidentsverkiezingen van 1970. Na de coup van generaal Augusto Pinochet in 1973, werd Corvalan opgepakt en gevangengezet op een eiland bij Zuid-Chili.

Hij kwam in martelkampen terecht en werd uiteindelijk uitgewisseld tegen de Russische dissident Vladimir Boekovski. Corvalan woonde jarenlang in Rusland. In 1988, kort voor de overgang naar democratie in Chili, keerde hij terug naar zijn vaderland.