El golpe bolchevique y el gobierno de Lenin
Lenin, el líder bolchevique, había vuelto a Rusia desde su exilio en Suiza ayudado por los alemanes (que buscan a su vez la salida de Rusia del conflicto). En las Tesis de abril, Lenin exige “todo el poder para los soviets”. También proclama su programa de Paz, Tierra y Pan.
Al existir una dualidad de poderes (Gobierno Provisional, soviets dirigidos controlados por los bolcheviques de Lenin), continuar los desastres militares y empeorar la situación económica, el sistema era muy inestable.
Durante los primeros meses de la república, no se solucionaron la mayoría de los problemas existentes. Mientras que los kadetes consideraban que la abdicación del zar daba por finalizada la revolución, y que había que constituir una república parlamentaria, los mencheviques y los eseritas esperaban que la revolución diese paso a un sistema socialista; por último, Lenin y sus seguidores piden "todo el poder para los soviets" (siguiendo las mencionadas Tesis de Abril).
El 3 de julio tuvo lugar un nuevo levantamiento socialista. Muchos bolcheviques son detenidos, acusados de ayudar a los alemanes (recordemos que Rusia sigue en la Primera Guerra Mundial). Lenin mismo tuvo que volver a exiliarse.

En el mes de agosto de 1917, el general Kornilov intenta un golpe de Estado para instaurar una dictadura militar. Kerenski destituye a Kornilov, pero esto le resta apoyos de los conservadores y el Ejército. Además, deja a las claras la debilidad del Gobierno Provisional.

El fracaso del gobierno de Kerenski permitió a los bolcheviques liderar la Revolución de Octubre en Petrogrado. Estos controlaban los soviets más importantes (Petrogrado y Moscú), y los utilizarán en su beneficio. Siguiendo la estrategia de Trotski, la rama bolchevique acordó la toma del poder, pero a través del Soviet de Petrogrado. Lo harían durante la celebración del II Congreso Panruso de los Soviets. Este congreso se constituyó en un órgano gubernativo, decretando el cese de las hostilidades y el reparto de 150 millones de hectáreas entre campesinos sin tierra.
En la noche del 25 al 26 de octubre, miembros de la Guardia Roja organizada por Trotski, y del Soviet de Petrogrado, coordinaron el ataque al Palacio de Invierno, sede del Gobierno Provisional, capturando a todos sus miembros excepto a Kerenski. El ataque dio comienzo con el bombardeo del crucero Aurora.

El 26 de octubre el Congreso de los Soviets nombró un nuevo gobierno, llamado Consejo de Comisarios del Pueblo, presidido por Lenin y cuyos miembros eran todos bolcheviques. El resto de fuerzas de izquierda no se unieron a este gobierno por discrepancias políticas. La revolución se extendió a las ciudades más industrializadas, dirigida por los soviets de esas localidades.
El nuevo gobierno decretó la celebración de elecciones en noviembre de 1917 para formar una Asamblea Constituyente. Los resultados no fueron los esperados por Lenin y los suyos, que no dominaron en dicha asamblea como lo hacían en los soviets. La primera y única reunión de la Asamblea Constituyente tuvo lugar en enero de 1918. La cámara estaba en contra de las medidas propuestas por Lenin. En una maniobra rápida, la Guardia Roja obligó al resto de fuerzas políticas a abandonar la cámara. Esto fue aprovechado por el líder bolchevique para disolver la Asamblea.

El nuevo gobierno llevó a cabo las siguientes medidas:
- Firmar la Paz de Brest-Litovsk con Alemania, en marzo de 1918, por la que Rusia se retiraba de la Primera Guerra Mundial, aun a costa de perder una parte importante de su territorio.
- Expropiar las tierras y redistribuirlas entre los campesinos (Decreto de la Tierra), y entregar la dirección de las industrias a los comités de obreros.
- El partido bolchevique pasó a denominarse Partido Comunista y se convirtió en el único partido legal.
- Creación de la Cheka (diciembre 1917), policía secreta soviética encargada de perseguir y eliminar toda oposición política.
La oposición a este gobierno bolchevique, formada principalmente por zaristas, liberales y mencheviques, formaron lo que se conoce como Ejército Blanco (en realidad, una amalgama de oposiciones poco organizadas y mal coordinadas). Durante los siguientes tres años, se enfrentarían a los bolcheviques, defendidos por el Ejército Rojo organizado por Trotski. Este periodo es conocido como Guerra Civil Rusa (1918-1921).