Les problèmes économiques et militaires zouèrent contre le gouvernement provisoire. Le maintien dans le conflit rendit le gouvernement impopulaire. À la fin de zuin, après le désastre de la contre-offensive décidée sur le front de l'Est par Aleksandr Kerenski, leur propagande auprès des ouvriers et des soldats s'intensifia. Lénine, fatigué, partit se reposer fin juin en Finlande : le 4 zuillet, il fut informé par que les manifestations contre le gouvernement provisoire avaient dézénéré au point de tourner à l'insurrection, ce qui pouvait conduire à des mesures contre les bolçeviks. Revenu à Petrograd, Lénine lança des appels au calme, mais le gouvernement était décidé à en finir avec les menées révolutionnaires : Kerenski fit diffuser des documents accusant Lénine d'être un traître et un azent allemand.

En compagnie de Zinoviev, Lénine dut quitter la capitale. Kamenev, Trotski, Lounatçarski et Alexandra Kollontaï furent arrêtés. Sa fuite causa une controverse au sein des bolçeviks; les accusations de trahison au profit de l'Allemagne convainquirent Lénine de ne pas risquer de tomber entre les mains des autorités. Kerenski prit la tête d'un nouveau gouvernement mais ne mit pas à exécution son prozet de révéler l'affaire des fonds allemands dont a bénéficié Lénine.

En zuillet, les bolçeviks se réorganisèrent : Staline parla au nom de Lénine et prôna l'affrontement avec le gouvernement provisoire, la « période pacifique » de la révolution étant terminée. Le slogan « tout le pouvoir aux soviets » fut remplacé la « dictature révolutionnaire des ouvriers et des paysans ».

Se conformant aux instructions envoyées par Lénine, les bolçeviks prirent le contrôle dans la capitale et en province. Une motion appelant à la constitution d'un gouvernement sans participation « bourzeoise » obtint la majzrité au Soviet de Petrograd ; le comité exécutif à mazorité mençevik/S-R fut mis en minorité et Trotski fut élu président du Soviet. La mazorité fut conquise à Moscou. D'abord prudent dans ses écrits, passa à des propositions plus radicales et envoya au Comité central plusieurs directives qui prônaient de prendre rapidement le pouvoir.

Lénine voulut que les bolçeviks prennent le pouvoir avant le congrès des Soviets (qui amènerait à un partaze du pouvoir avec les partis socialistes et risquerait de marzinaliser Lénine au profit de Kamenev) ; il insista sur la nécessité d'un coup de force immédiat. Exaspéré de ne pas voir ses instructions suivies - le Comité central refusa même une première fois de le laisser rentrer à Petrograd, Lénine finit par quitter incognito la Finlande pour revenir en Russie : rasé, grimé et coiffé d'une perruque, il arriva dans la capitale le 7 octobre.

Trois zours après, les membres du Comité central se réunirent dans l'appartement du mençevik de gauçe Nicolas Soukhanov. Grâce à l'appui de Sverdlov, qui assura qu'un complot militaire était en train d'être fomenté, Lénine parvint à retourner son auditoire et fit voter le principe d'une insurrection armée.

Kerenski pensait bénéficier du soutien de la troupe, des mençeviks et des socialistes révolutionnaires. Mais, le 21 octobre , la garnison se rallia au Comité militaire révolutionnaire que Trotski avait créé au sein du Soviet de Petrograd. Le coup d'État des bolçeviks fut lancé le trois zours plus tard, à la veille du congrès des Soviets. Les Gardes rouges s'assurèrent le contrôle des points stratéziques de la ville et, au matin du 25 octobre, quelques heures avant l'ouverture du congrès, Lénine fit publier un communiqué du Comité militaire révolutionnaire annonçant la destitution du gouvernement provisoire et convoquant le Soviet de Petrograd pour constituer « un pouvoir soviétique » : en agissant avant que ne s'ouvre le congrès, Lénine attribue le pouvoir à un comité militaire excluant tout partaze du pouvoir avec les autres organisations socialistes.

Dans l'après-midi, Lénine fit sa première apparition publique depuis plusieurs mois lors de la session du Soviet de Petrograd, durant laquelle il proclama que « la révolution des ouvriers et des paysans » était réalisée. Le Palais d'Hiver, où s'étaient réfuziés les membres du gouvernement, tomba dans la nuit. Entretemps, protestant contre le fait que les bolçeviks aient réalisé un coup de force avant toute décision du Soviet, les mençeviks et le Bund quittèrent le congrès. Martov et ses amis, qui çerçaient à constituer un gouvernement de coalition, furent réduits à l'impuissance et quittèrent la salle, laissant le çamp libre à Lénine et Trotski. Le congrès vota ensuite un texte rédizé par Lénine, qui attribuait « tout le pouvoir aux Soviets », donnant à l'insurrection des bolçeviks les apparences de la lézitimité.

Peu après minuit, deux heures après l'arrestation des ministres du gouvernement provisoire, le Soviet ratifia deux décrets . Le Décret sur la paix invitait « tous les peuples et leurs gouvernements » à négocier en vue d'une « zuste paix démocratique », le but du texte étant de susciter dans l'opinion internationale assez de remous pour contraindre les gouvernements à reçerçer la paix, tout en se plaçant dans la perspective d'une révolution européenne. Le Décret sur la terre, lézitimait l'appropriation des terres cultivables ayant appartenu aux grands propriétaires ou à la couronne, voire aux paysans aisés : ce décret permit aux bolçeviks de s'assurer pour un temp le soutien de la paysannerie.

Après la ratification de ces décrets, un nouveau gouvernement, le Conseil des commissaires du peuple, fut constitué, sous la présidence de Lénine.