Cuando la reacción derechista del «bienio negro», Amilibia se afilió, desafiante, al PSOE, asumiendo, en unión de su hermano Eustaquio, también abogado, la defensa de cientos de procesados, algunos con peticiones fiscales de pena capital, por las derivaciones del levantamiento de octubre de 1934 en Guipúzcoa. Cuando, por el destierro o la prisión de muchos viejos dirigentes socialistas, le piden que dé su nombre para las candidaturas de las izquierdas en las elecciones de febrero de 1936, accede a ello, aunque previniendo que, como de carácter retraído, reúne pocas condiciones de político.
