Провал июньского наступления русской армии сильно подорвал в глазах народа авторитет Временного правительства, чем незамедлительно попытались воспользоваться большевики. 1 июля 1917 в Петрограде на Марсовом поле под лозунгами - "Долой десять министров-капиталистов!", "Пора кончать войну!", "Вся власть Советам!" — состоялась массовая демонстрация, организованная Съездом Советов, в которой приняло участие около 500 тысяч человек. В ходе митинга был совершен налет на тюрьму "Кресты", в результате которого вооружённая группа анархистов сумела освободить шестерых своих сторонников, редактора большевистской газеты "Окопная правда" Флавиана Хаустова, а также еще более 400 уголовников, сумевших бежать из застенков, воспользовавшись ситуацией. В качестве ответных мер на беспорядки власти 2 июля разгромили штаб анархистов, находившийся в здании Дачи Дурново на Полюстровской набережной Петрограда, в результате чего был убит один из лидеров анархистов Шлема Аснин. Возмущенные действиями правительственных силовиков анархистские и большевистские агитаторы немедленно направились на предприятия и в казармы Петрограда в надежде организовать в городе всеобщую забастовку, и вскоре им удалось призвать к выступлению солдат Первого Пулемётного полка, насчитывавшего около 11 000 человек.
В это же время среди министров Временного правительства случился раскол, возникший на фоне разногласий по "Украинскому вопросу". После Февральской революции в Киеве появилась собственная власть - Центральная рада, которая объединила социалистические партии, культурные и общественные организации и постепенно превратилась в парламент самостоятельной Украины. В июне 1917 года Центральная рада выпустила первый акт конституционного значения - "К украинскому народу на Украине и вне Украины сущему", в котором она декларировала национально-территориальную автономию, при этом "не отделяясь от всей России и не разрывая отношений с государством Российским". Часть российских министров во главе с Александром Керенским заключили соглашение с Украинской центральной радой и от имени Временного правительства опубликовали декларацию, в которой говорилось о фактическом признании автономии Украины. В знак протеста против такого решения в отставку ушли сразу 5 членов Временного правительства. Информация о начавшемся правительственном кризисе вызвало воодушевление среди петроградских рабочих и солдат, ведь ослабший кабинет министров-капиталистов, свергнуть было легче.
3 июля в расположении Первого пулеметного полка начался митинг, на котором выступал анархист Блейхман. Весь полк облетели его слова: "Задача? Свергнуть Временное правительство!". В тот же день полковые делегаты отправились в Кронштадт, где им удалось убедить местных моряков присоединиться к восстанию. Узнав о начале волнений в воинских частях, партия большевиков попыталась провести через Петросовет резолюцию о необходимости передачи власти в стране Советам, однако наткнулась на сопротивление меньшиков, поддерживающих Временное правительство и призывающих большевиков помочь остановить выступление 1-го Пулемётного полка. Когда же те отказались выполнить это требование, меньшевики покинули заседание, дав своим оппонентам свободу действий. В результате Бюро рабочей секции Петросовета одобрило резолюцию, фактически призывающую к свержению Временного правительства.
4 июля вооруженные кронштадтцы погрузились на суда и поплыли брать Петроград. Высадившись на Васильевском острове, они направились к особняку Кшесинской, в котором располагался штаб большевиков. Там перед ними выступил Ленин, однако его речь крайне разочаровала революционно настроенных матросов. Вождь большевиков поддержал лозунг "Вся власть Советам" и заявил, что победа будет за революционерами, "несмотря на все зигзаги исторического пути", однако никакого призыва к конкретным действиям из его уст так и не прозвучало. В ответ на ленинскую речь из толпы раздались крики "сейчас не до агитации", после чего кронштадтцы ушли к Таврическому дворцу, в котором заседало Временное правительство. Впоследствии Ленин писал, что захват власти в июле был бы ошибкой, так как провинция и армия не поддержали бы большевиков, даже если бы им удалось утвердиться в столице, а все июльские события он описывал словами - "это было значительно больше, чем демонстрация, но меньше, чем революция".
На подавление мятежа кронштадтских моряков и солдат Первого пулемётного полка вышли верные правительству казачьи полки и войска Петроградского военного округа. Открыв пулеметный огонь по восставшим, они сумели разогнать вооруженную толпу и тем самым предотвратить государственный переворот. На следующий день властями была захвачена типография большевистской газеты "Правда", а 6 июля Временное правительство приняло решение привлечь к судебной ответственности "всех участвовавших в организации и руководстве вооруженным выступлением против государственной власти". В тот же день правительство запретило революционную пропаганду в армии, а большевики были вынуждены перейти на нелегальное положение. По воспоминаниям революционера Федора Раскольникова: "Оказалось, что на каждом перекрёстке только и слышно, как ругают большевиков. Одним словом, открыто выдавать себя на улице за члена нашей партии было небезопасно... Начались стихийные аресты большевиков солдатами Петроградского гарнизона, всякий старался поймать большевика, ставшего в народном представлении германским наймитом".
Большая часть Первого пулемётного полка была расформирована или отправлена на фронт, а кронштадтские моряки были возвращены на свою базу. 7 июля был издан приказ об аресте Ленина и ряда видных большевиков по обвинению в государственной измене и организации вооружённого восстания. Чтобы избежать неволи, лидеру большевиков пришлось сменить 17 конспиративных квартир, а какое-то время он вместе со своим товарищем по партии Георгием Зиновьевым скрывался недалеко от Петрограда в шалаше на озере Разлив. В августе Ленину удалось бежать в Финляндию, где он проживал вплоть до октября.
В результате политического кризиса глава первого состава Временного правительства князь Львов был вынужден подать в отставку, а его место занял министр армии и флота Александр Керенский, перед которым вскоре выросла еще одна угроза военного мятежа.
Фото на удостоверении на имя рабочего К. П. Иванова, по которому Ленин жил нелегально после июльских дней 1917 г.
19 июля на пост Верховного главнокомандующего русской армии был назначен генерал Лавр Корнилов, сменивший на этом посту генерала Брусилова, который, по мнению Временного правительства, шел на поводу у солдатских комитетов, что вело к разложению армии и потере контроля над войсками, бежавшими с поля боя при малейшем натиске противника. Заняв пост главнокомандующего, Корнилов попытался наладить в войсках дисциплину и 3 августа потребовал от Керенского проведения следующих мероприятий: введение на всей территории России в отношении тыловых войск и населения юрисдикции военно-революционных судов с применением смертной казни за ряд тягчайших преступлений; восстановление дисциплинарной власти военных начальников; а также ограничение деятельности солдатских комитетов и установления их ответственности перед законом.
Сразу после назначения Корнилова на пост главкомва вокруг него стали сплочаться армейские офицеры, уставшие от анархии и тотальной разрухи, наступившей в стране после Февральская революции. Для понимая того как выглядела жизнь России в межреволюционные месяцы можно привести воспоминания социолога Питирима Сорокина: "Жизнь в Петрограде становится все труднее. Беспорядки, убийства, голод и смерть стали обычными. Улицы не убирают, туалеты не чистят, поезда и трамваи не ходят. Проститутки вызывающе занимаются непотребством. – "Товарищ! Пролетарии всех стран, соединяйтесь. Пошли ко мне домой, – обратилась ко мне раскрашенная девица". Очень оригинальное использование революционного лозунга! "
Наблюдая такие картины своими глазами, многие офицеры из командного состава пришли к выводу, что навести порядок в стране можно только с помощью военной диктатуры. В начале августа "Союз офицеров", "Союз Георгиевских кавалеров", "Союз казачьих войск", съезд несоциалистических организаций и несколько других объединений обратились к Корнилову с призывом направить на Петроград кавалерийские части "для ликвидации попытки большевистского переворота", угрозы которого к тому моменту в реальности уже не существовало, но корниловцы всячески муссировали утверждения о ней, чтобы иметь подходящий повод ввести в столицу подконтрольные себе войска.
С 12 по 15 августа 1917 года в Москве проходило Государственное совещание, на котором Временное правительство обсуждало сложившуюся ситуацию в стране. На нем с речью выступил и Корнилов, в которой он вновь потребовал от Керенского наведения порядка в армии и поднятия престижа офицерского звания. При выходе с заседания сторонники генерала забросали его цветами, после чего подняли Корнилова на руки и понесли его на своих плечах.
В итоге, уступив давлению офицеров, кричащих о большевистской угрозе, Керенский согласился ввести в Петрограде и его окрестностях военное положение, а также дал добро и на прибытие в столицу военного корпуса для реального осуществления этого положения. При этом предполагалось, что военная власть в округе будет принадлежать Корнилову, однако сам Петроград останется в ведении правительства. 25 августа Корнилов приказал выдвинуть на Петроград 3-й конный корпус под командованием генерала Александра Крымова и поставил перед ним задачу: "В случае получения от меня или непосредственно на месте сведений о начале выступления большевиков немедленно двигаться с корпусом на Петроград, занять город, обезоружить части петроградского гарнизона, которые примкнут к движению большевиков, обезоружить население Петрограда и разогнать советы".
Чтобы получить повод для ввода войск в столицу для осуществления переворота, корниловцы планировали организовать 27 августа провокационную псевдобольшевистскую демонстрацию. Однако тут до Керенского наконец дошло, что армия готовит переворот, и вечером 26 октября на заседании правительства он квалифицировал действия Верховного главнокомандующего как мятеж. Во время произошедшего бурного совещания Керенский требовал себе "диктаторских полномочий" для подавления мятежа, однако другие министры выступали против этого и настаивали на мирном урегулировании. В результате правительством была составлена телеграмма, посланная в Ставку, в которой Корнилову было предложено сдать должность Верховного главнокомандующего генералу Александру Лукомскому и немедленно выехать в столицу для объяснений. Однако Корнилов категорически отказался сдать должность главнокомандующего, а генерал Лукомский - принять ее. Не согласился он и остановить идущие на Петроград войска, телеграфировав Керенскому: "остановить начавшееся с Вашего же одобрения дело уже невозможно". 28 августа Керенский издал указ об снятии со всех должностей и предании суду за мятеж генерала Корнилова и его старших сподвижников. Генерал же в ответ объявил себя диктатором и выступил по радио с заявлением к народу, в котором он обвинил Временное правительство в засилье большевиков "работающих на Германскую Империю". Несмотря на столь яркое заявление, выступление Корнилова быстро и бесславно окончилось провалом.
Для остановки мятежа Керенский прибег к помощи большевиков, в связи с которыми так настойчиво обвинял его Корнилов, и приказал раздать оружие петроградским рабочим, начавшим формировать отряды собственного ополчения - Красной гвардии. В результате продвижение войск корниловцев было остановлено уже 29 августа, а генерал Крымов по приглашению Керенского направился в Петроград на переговоры. О чем разговаривали Керенский и Крымов, неизвестно, однако известно, что после окончания этой встречи Крымов выстрелом из револьвера смертельно ранил себя в грудь. 1 сентября Корнилова арестовали и переправили в город Быхов, где он в дальнейшем содержался под арестом в здании бывшей женской гимназии, переоборудованной в тюрьму. Уже после октябрьской революции Корнилов возглавит Белое движение, однако погибнет в первом же большом сражении с большевиками под Екатеринодаром.
Обязанности Верховного главнокомандующего принял на себя Александр Керенский, который в угоду помогшим ему левым силам 1 сентября провозгласил Россию республикой, не дожидаясь созыва Учредительного собрания.
Также в качестве благодарности за помощь в подавлении Корниловского мятежа Керенский снял с большевиков правительственную опалу, после чего они решительно устремились в верхушку власти. Из тюрем немедленно были выпущены все большевики, арестованные после июльских событий, в числе которых был и Лев Троцкий, в отсутствии бежавшего в Финляндию Ленина ставший фактическим лидером большевиков. Активно играя на общественных настроениях в сентябре - октябре 1917 года, большевики сумели заполучить 90 % мест в Петросовете и 22 сентября избрали его председателем Троцкого, что фактически открыло большевикам дорогу к подготовке очередного переворота. 10 октября вернувший из Финляндии Ленин выступил с речью на собрании Центрального комитета РСДРП, в которой призвал своих товарищей к вооружённому восстанию и захвату власти. 12 октября под предлогом возможного наступления немцев на Петроград либо повторения военного мятежа Троцкий сумел добиться согласия Петросовета на формирование Петроградского военно-революционного комитета (ВРК), составленного в основном из большевиков и левых эсеров, а также распорядился выдать красногвардейцам 5000 винтовок. Вскоре ВРК удалось назначить своих комиссаров во все воинские части Петроградского гарнизона и предоставить им право отменять приказы командиров. Кроме того, ВРК получил контроль над складами с оружием и железными дорогами.
В период 21-23 октября большевики провели серию митингов среди колеблющихся солдат, активно призывая их к вооружённому восстанию. В качестве ответных мер на уже ставшую для всех очевидную подготовку переворота по приказу Временного правительства были закрыты типографии, в которых печатались большевистские газеты "Рабочий путь" и "Солдат". В ответ на это ВРК объявил об угрозе для Петроградского Совета со стороны контрреволюционеров и приказал привести воинские части в боевую готовность, которые впоследствии в считанные часы установили контроль над почтой и телеграфом, а также овладели всеми мостами в городе. Осознав всю опасность ситуации, Керенский вечером 24 октября покинул Петроград и отправился на Северный фронт в надежде заручиться там поддержкой армии и подавить восстание большевиков. Утром 25 октября в газетах было опубликовано воззвание Петроградского ВРК, которое называлось "К, гражданам России! ". В нём объявлялось о свержении Временного правительства и переходе всей власти в городе к ВРК.
Вечером того же дня в 21:40 холостой выстрел с крейсера "Аврора" подал сигнал к началу штурма Зимнего дворца - последнего оплота Временного правительства. К тому времени дворец остались охранять лишь небольшой отряд юнкеров и часть 1-го Петроградского женского батальона смерти (был создан по приказу временного правительства 19 июня 1917 года с целью устыдить солдат-мужчин, отказывавшихся воевать), которые, оказав небольшое сопротивление большевикам, быстро сдались. В 2 часа ночи 26 октября Зимний дворец был взят отрядом солдат и матросов во главе с большевиком Владимиром Овсеенко. Войдя в зал заседаний Временного правительства, он объявил всех присутствовавших там министров арестованными, после чего распорядился направить их в тюрьму Петропавловской крепости.
Пока брали Зимний дворец, в половине третьего ночи в Смольном институте открылось экстренное заседание Петроградского Совета. На трибуну вышел его председатель Лев Троцкий, который заявил: "От имени Военно-революционного комитета объявляю, что Временного правительства больше не существует! " Далее слово взял Ленин: "У нас будет советское правительство, наш собственный орган власти, без какого бы то ни было участия буржуазии. В корне будет разбит старый государственный аппарат управления и будет создан новый в лице советских организаций... В России мы сейчас должны заняться постройкой пролетарского социалистического государства. Да здравствует всемирная социалистическая революция! "
В 22:40 25 октября там же, в Смольном, открылся Второй Всероссийский съезд Советов рабочих и солдатских депутатов, по итогам которого было образовано первое в мире советское правительство, которое было решено назвать Советом народных комиссаров. Его председателем стал Владимир Ленин, Троцкий получил пост комиссара по иностранным делам, а будущий вождь СССР Сталин довольствовался должностью комиссара по делам национальностей. 29 октября на пост комиссара по социальному обеспечению была назначена Александра Коллонтай, ставшая первой в мире женщиной-министром.
Если в Петрограде взятие власти большевиками обошлось практически без крови, то в Москве во время госпереворота погибли сотни человек. В ходе недельных боевых действий силам московского большевистского ВРК удалось взять под свой контроль большинство административных зданий и осадить Кремль, ставший последним оплотом проправительственных сил. 1 и 2 ноября большевики обстреляли кремль из артиллерии, в результате чего вынудили его защитников сложить оружие. Успех большевиков в Москве и Петрограде предопределил установление советской власти на всей территории России.
Свергнутый председатель Временного правительства Александр Керенский все же предпринял попытку вернуть себе власть, однако она закончилась полным провалом. По его приказу казацкий корпус во главе с генералом Красновым двинулся на Петроград с целью арестовать лидеров большевиков и вернуть город под контроль Временного правительства. Вначале казакам удалось захватить Гатчину в 25 км от российской столицы и образовать в ней "Комитет спасения Родины и революции", который должен был организовать восстание против большевиков и захватить ключевые точки в Петрограде. Однако после ряда упорных боёв с силами ВРК Краснов быстро осознал всю бесперспективность борьбы с численно превосходящим противником и заключил перемирие с советским правительством, отказавшись от дальнейшей поддержки Керенского, который впоследствии был вынужден эмигрировать в Европу.
Октябрьская революция окончилась полным триумфом большевиков.