خیابانی در زمان دانشجویی و اواخر سال ۱۳۴۵ به عضویت سازمان مجاهدین درآمد. او تحت مسئولیت علی میهن‌دوستمیهن دوست از رهبران [[سازمان]] بود و اصول و مبانی آموزه‌های سازمان را از [[محمد حنیف نژاد]] آموخت.<ref>{{یادکرد وب|عنوان=منافقی که بخاطرش هواپیمای دوبی - بندرعباس را ربودند|نشانی=https://sahebnews.ir/130261/منافقي-كه-بخاطرش-هواپيماي-دوبي-بندرعب.htm|وبگاه=صاحب نیوز|تاریخ=2014-09-11|بازبینی=2019-03-05|کد زبان=fa}}</ref> دربارهٔ شخصیتش طبق گفته اعضای با سابقه ی سازمان، موسی بچه مسلمانی بسیار معتقد بود<ref>{{یادکرد وب|نشانی=http://sobhe-no.ir/newspaper/print/128-1/8/4102|وبگاه=روزنامه صبح نو|بازبینی=2019-03-05|نویسنده=|کد زبان=fa|تاریخ=|عنوان=گروه‌خون رجوی با دیگران فرق دارد|archive-date=۱۸ آوریل ۲۰۱۸|archive-url=https://web.archive.org/web/20180418093140/http://sobhe-no.ir/newspaper/print/128-1/8/4102|url-status=dead}}</ref> و این عقایدش تحت آموزش‌های [[محمد حنیف نژاد|محمد حنیف‌نژاد]] پررنگ‌ترپررنگ تر نیز شد. موسی به دلیل تسلطش بر [[زبان عربی]]، برنامه مطالعاتی منظمی در متون اسلامی به ویژه [[قرآن]] و [[نهج البلاغه]] داشت.
از همین رو، خیلی زود به یکی از نیروهای تئوریک اصلی در سازمان تبدیل شد.<ref name="mashreghnews.ir">{{یادکرد وب|عنوان=موسی خیابانی: شرح حال «سردار» منافقین خلق+ عکس و فیلم|نشانی=https://www.mashreghnews.ir/news/702050/موسی-خیابانی-شرح-حال-سردار-منافقین-خلق-عکس-و-فیلم|وبگاه=مشرق نیوز|تاریخ=2017-04-15|بازبینی=2019-03-05|کد زبان=fa}}</ref> [[لطف‌الله میثمی]] دربارهٔ شخصیتش می‌نویسد:
«موسی آدمی عارف و ساکت بود. بالاترین آرزویش این بود که ای کاش او را نزد [[محمد حنیف نژاد]] می‌بردند و از چشمه فیض او بهره می‌برد؛ با او قرآن می‌خواند و مطلب یادمی‌گرفت. برتری حنیف نژاد بر خودش را خیلی قبول داشت و دائم بر زبان می‌آورد. البته حنیف نژاد هم هر وقت در عربی به اشکالی برمی‌خورد،بر می‌خورد، از موسی می‌پرسید.»<ref>{{یادکرد وب|عنوان=موسی خیابانی، مرد شماره 2 مجاهدین خلق|نشانی=http://www.aryanews.com/News/120170610122936188/موسي-خياباني،-مرد-شماره-2-مجاهدين-خلق|وبگاه=خبرگزاری آریا|بازبینی=2019-03-05|کد زبان=fa|نام=|نام خانوادگی=|نویسنده=|تاریخ=}}</ref>
موسی اساساً از نظر شخصیتی طوری بود که پس از دستگیری در زندان، مذهبی‌ها و طرفداران [[روح‌الله خمینی]] و حتی بازجوهای [[ساواک]] از او حساب می‌بردند و او را در حالیکه [[شکنجه]] می‌کردند آقا موسی صدا می‌زدند. او قبل از سال ۱۳۵۰ در ارتباط با رهبران و بنیان‌گذارانبنیان سازمانگذاران سازمان، مسئولیت‌های سنگینی را در سازمان به عهده داشت. در سال ۱۳۴۹ همزمان با ورود سازمان به مرحله تدارک عمل و ایجاد آمادگی‌های نظامی، موسی به‌همراه چند تن دیگر از کادرهاکادری ها و مسئولان سازمان برای گذراندن دوره آموزش نظامی و چریکی راهی فلسطین و اردوگاه الفتح شد و پس از طی آموزش‌های لازم در مرداد سال ۱۳۵۰ مخفیانه به ایران بازگشت. موسی که دانشجوی فیزیک [[دانشگاه تهران]] بودبود، سال آخر دانشگاهش مصادف شد با دستگیری و دوران هفت سالهٔ زندان، برای همین [[تحصیلات دانشگاهی]]<nowiki/>اش اش (در سال آخر دانشگاه) نیمه‌تمام ماند و موفق به اخذ لیسانس نشد.<ref name=":0">{{یادکرد وب |نشانی=http://dl.bookiha.ir/siasi/sazmane%20mojahedine%20khalgh___www.bookiha.ir.pdf |عنوان=نسخه آرشیو شده |بازبینی=16 آوریل 2018 |archive-date=24 مارس 2014 |archive-url=https://web.archive.org/web/20140324185624/http://dl.bookiha.ir/siasi/sazmane%20mojahedine%20khalgh___www.bookiha.ir.pdf}}</ref> پس از گذراندن هفت سال دوران زندان توأم با شکنجه، بعد از آزادی به عنوان یکی از رهبران سازمان (شخص دوم سازمان) فعالیت بسیار گسترده‌ای داشت.
