1917年8月25日至28日，临时政府首脑克伦斯基在莫斯科召开了“国务会议”。在会议上，俄军最高司令科尔尼洛夫积极煽动武装叛乱，妄图建立军事独裁政权。9月7日，他借口镇压布尔什维克，打着“保卫首都”的旗号，命令俄军某部从前线开回彼得格勒，企图武装叛乱。

克伦斯基此时不得不求助于布尔什维克，请求武装首都工人以平息叛乱。在布尔什维克和武装工人的支持下，叛乱被平息。这场斗争胜利之后，布尔什维克在俄国的力量大为上升，而临时政府则处于孤立的地位，况且，工人再次获得了武装。鉴于此，列宁认为武装起义的条件已经成熟，并从芬兰向布尔什维克党中央发回了《布尔什维克必须夺取政权》和《马克思主义和起义》两封加急邮件。

信中反复说明俄国革命的时机已经到来，布尔什维克党必须时刻准备武装起义。1917年10月20日，列宁秘密从芬兰回到彼得格勒。25日，彼得格勒成立了苏维埃革命军事委员会，作为领导武装起义的公开机关。29日，布尔什维克党中央召开了扩大会议，会议选举斯大林、斯维尔德洛夫等5人组成领导起义的党总部，负责起义的领导工作。

一直反对起义的季诺维也夫和加米涅夫在公开报纸《新生活报》上发表了《尤·加米涅夫谈起义》，公开诬蔑起义是“冒险绝望的行动”，反对武装起义。临时政府获此消息后，马上采取了措施：从前线调回军队以镇压起义；下令逮捕列宁；中断彼得格勒苏维埃的电话联系等。

11月6日，临时政府的士兵突然闯入布尔什维克党的机关报《工人之路报》以及《士兵报》的印刷所，企图查封报纸，但是由于革命士兵及时赶到，保证了报纸的按时出版。面对临时政府的反革命措施，布尔什维克党决定提前起义。11月6日夜，列宁头戴假发，化装成工人到达起义的总指挥部——斯莫尔尼宫。

起义军的主力是两万名武装工人和彼得格勒的20万守军，以及驻守在波罗的海的数万名舰队官兵。在列宁的指示下，起义军迅速占领了彼得格勒的火车站、桥梁、电话局和银行等战略要地，整个首都都处于起义者的控制之下。11月7日早上，革命军事委员会发布了列宁起草的《告俄国公民书》，宣布临时政府已经被推翻，苏维埃已经顺利接管了政权。

到了7日傍晚，整个彼得格勒只有冬宫还被临时政府所控制。下午6时，几万名起义军以及10来艘军舰包围了冬宫，同时向里面的临时政府官员发出最后通牒，要求他们立即缴械投降。晚上9时，停泊在涅瓦河上的“阿芙乐尔”号巡洋舰向冬宫发起总攻。随后，工人赤卫队、革命士兵像潮水般涌入了冬宫。

进入冬宫的起义军官兵和躲在里面的临时政府士兵发生了激烈的白刃战，终于在半夜的时候最终占领了冬宫。彼得格勒的武装起义获得了成功。