19 октября — на организационном заседании ВРК было избрано бюро во главе с Л.Д. Троцким и принято решение о направлении в части столичного военного гарнизона и на корабли Балтийского флота комиссаров ВРК, которые получили неограниченное право накладывать вето на все приказы и распоряжения командиров воинских частей и соединений.
20―21 октября — на заседании Предпарламента между военным министром А.И. Верховским и министром иностранных дел М.И. Терещенко возник острый спор по проблеме войны и мира. Глава военного ведомства, обладавший реальной информацией о ситуации на фронте, предложил немедленно начать переговоры с союзниками о временном выходе России из состояния войны. М.И. Терещенко заявил, что данный вопрос не обсуждался в правительстве, и высказался против принятия данного предложения. А.Ф. Керенский, оказавшись в сложной ситуации, все же поддержал своего давнишнего товарища по масонской ложе и отправил генерала А.И. Верховского в бессрочный отпуск.
21―22 октября — состоялись переговоры делегации ВРК с командующим Петроградским военным округом полковником Г.П. Полковниковым, на которых тот отказался подчинить штаб округа Петросовету и признать полномочия комиссаров ВРК. В этой ситуации ВРК издал приказ, в котором объявил, что любые приказы и распоряжения штаба округа, не согласованные с ВРК, являются недействительными.
22―23 октября — по призыву исполкома Петросовета в столице состоялись массовые митинги и манифестации в поддержку Советов. Временное правительство, назначившее на те же дни смотр казачьих войск, было вынужденно под давлением ВРК отменить эту военно-политическую акцию.
В.И. Ленин, расценив эти события как свидетельство окончательного банкротства Временного правительства, в своем очередном письме, адресованном Я.М. Свердлову, потребовал немедленных и решительных действий. Однако Л.Д. Троцкий, находившийся в состоянии полной эйфории, посчитал, что можно подождать открытия съезда Советов и в рамках советской легальности взять власть. Но события последующих трех дней развеяли эти радужные иллюзии оракула революции.
24 октября — по приказу А.Ф. Керенского в Петроград были введены дополнительные воинские части, которые взяли под контроль ряд важнейших объектов города. Одновременно по распоряжению правительства была закрыта типография, в которой печатались органы ЦК и ВО РСДРП(б) газеты «Рабочий путь» и «Солдат».
В 9 часов утра в Смольном институте, где размещался штаб вооруженного восстания, состоялось экстренное заседание ЦК РСДРП(б), на котором были приняты следующие решения:
1) усилить охрану штаба революции;
2) организовать в Петропавловской крепости запасной штаб восстания;
3) возобновить издание партийных газет;
4) привести части Красной гвардии и Балтийского флота в повышенную боевую готовность.
Днем премьер-министр А.Ф. Керенский выступил в Предпарламенте и потребовал от депутатов предоставить правительству чрезвычайные полномочия для подавления большевистского мятежа. Вместо поддержки он получил вотум недоверия правительству, что фактически означало полный разрыв между А.Ф. Керенским и руководством эсеров и меньшевиков, еще недавно являвшихся главной опорой Временного правительства.
Во второй половине дня по приказу ВРК отряды Красной гвардии, части столичного гарнизона и отряды балтийских моряков взяли под контроль Центральный телеграф, Балтийский вокзал, Николаевский, Дворцовый и Литейный мосты и ряд других важнейших объектов города.
В.И. Ленин, находившийся на конспиративной квартире и получавший вполне достоверную информацию о событиях в столице, был крайне недоволен медлительностью ЦК и ВРК по захвату власти. Понимая, что любое промедление в этом вопросе смерти подобно, поздним вечером в сопровождении своего охранника Эйно Рахья он направился в Смольный институт. По мнению большинства историков (В. Старцев, А. Рабинович), именно его приход в штаб вооруженного восстания в ночь на 25 октября стал поворотным пунктом большевистского переворота и во многом предопределил его успешный исход.
В ночь на 25 октября — после провала переговоров А.Ф. Керенского и А.И. Коновалова с руководителем «Совета союза казачьих войск» генералом А.И. Дутовым, глава правительства через генерала Н.А. Левицкого отправил в Ставку приказ о переброске в Петроград двух казачьих дивизий из расположения Северного фронта. Тем временем по приказу ВРК были взяты под полный контроль Николаевский, Варшавский, Царскосельский и Финляндский вокзалы, здания Центрального почтамта, телефонной станции, электростанции и Государственного банка.
Утром того же дня ряд партийных газет опубликовали ленинское воззвание «К гражданам России», в котором вождь большевиков заявил о том, что Временное правительство низложено и вся власть перешла в руки ВРК. По мнению ряда зарубежных историков (Н. Верт, Р. Пайпс), публикация этого воззвания представляла собой настоящий государственный переворот, поскольку вся полнота власти передавалась не легальному съезду Советов, где, по мнению В.И. Ленина, было слишком много соглашателей, а неподконтрольному ему революционному органу, созданному в период подготовки вооруженного захвата власти в столице.
Тогда же, утром 25 октября, глава правительства А.Ф. Керенский срочно выехал из Петрограда в штаб Северного фронта к генералу В.А. Черемисову, где надеялся заручиться поддержкой боеспособных армейских частей, способных защитить правительство и подавить вооруженный мятеж. Однако генерал В.А. Черемисов в категорической форме отказался поддержать правительство. Более того, узнав о том, что Временное правительство назначило уполномоченным по наведению порядка в городе министра государственного призрения Н.М. Кишкина, новый начальник штаба Ставки генерал Н.Н. Духонин отменил приказ о переброске фронтовых частей в Петроград.
В 15 часов дня по приказу ВРК был распущен Предпарламент, а здание Мариинского дворца, в котором заседал этот «законодательный орган власти», было взято под контроль моряками Балтийского флота. Та же участь постигла и большинство зданий министерств и ведомств, руководители которых давно находились в Зимнем дворце.
Днем 25 октября стало совершенно очевидно, что единственным очагом сопротивления восставшим остается Зимний дворец, охрану которого осуществляли два отряда казаков и юнкеров (900 сабель и штыков) под руководством капитана П.А. Пальчинского. Около 19 часов солдаты Кексгольмского и Павловского полков и отряды балтийских моряков и красногвардейцев, численность которых, по разным оценкам, составляла от 11 до 20 тысяч штыков, завершили окружение Дворцовой площади и Зимнего дворца. После окончания этой операции членам Временного правительства был предъявлен ультиматум о сдаче, который был ими отклонен. В этой ситуации для устрашения казаков и юнкеров, продолжавших защищать Зимний дворец и его обреченных обитателей, по зданию бывшей царской резиденции был открыт орудийный, а затем ружейный и пулеметный огонь.
В 22 часа 30 минут в Таврическом дворце начал свою работу II Всероссийский съезд Советов. Попытка Ф.И. Дана, Ю.О. Мартова и ряда других лидеров эсеров и меньшевиков создать «Комиссию по примирению враждующих сторон» была отклонена большинством делегатов съезда. В этой ситуации эсеры и меньшевики пошли на совершенно необдуманный шаг: они покинули заседание съезда, полностью отдав контроль над ним большевикам и левым эсерам.
26 октября — около часа ночи по приказу комиссаров ВРК В.А. Антонова-Овсеенко и Г.И. Чудновского начался «штурм» Зимнего дворца, который завершился уже в 2 часа ночи арестом большинства членов Временного правительства, находившихся в Малой гостиной дворца: М.В. Бернацкого, К.А. Гвоздева, Н.М. Кишкина, М.И. Терещенко, А.И. Коновалова, С.Н. Третьякова, П.Н. Малянтовича, С.Л. Маслова, С.Н. Прокоповича, С.С. Салазкина и И.Г. Церетели и заточением их в Петропавловскую крепость.
В 4 часа ночи возобновил свою работу II Всероссийский съезд Советов, делегаты которого по докладу А.В. Луначарского проголосовали за декрет «О власти», в котором заявлялось о свержении Временного правительства и взятии Всероссийским съездом советов солдатских и рабочих депутатов всей полноты государственной власти в стране.
Затем в работе съезда был объявлен перерыв, во время которого состоялось совместное заседание ЦК РСДРП(б) и партийной фракции съезда, где обсуждались написанные В.И. Лениным проекты декретов «О мире» и «О земле». Вечером 26 октября состоялось второе заседание II Всероссийского съезда Советов, на котором были приняты три важнейших решения:
1) По докладу Л.Д. Троцкого было принято решение о создании до созыва Учредительного собрания Временного Советского правительства — Совета Народных Комиссаров в следующем составе: председатель Совнаркома — Владимир Ильич Ульянов (Ленин), нарком иностранных дел — Лев Давыдович Бронштейн (Троцкий), нарком внутренних дел — Алексей Иванович Рыков, нарком финансов — Иван Иванович Скворцов (Степанов), нарком по делам национальностей — Иосиф Виссарионович Джугашвили (Сталин), нарком земледелия — Владимир Павлович Милютин, нарком по делам промышленности и торговли — Виктор Павлович Ногин, нарком труда — Александр Гаврилович Шляпников, нарком юстиции — Георгий Ипполитович Оппоков (Ломов), нарком продовольствия — Иван Адольфович Теодорович, нарком почт и телеграфов — Николай Павлович Авилов (Глебов), нарком просвещения — Анатолий Васильевич Луначарский и наркомат по военным и морским делам в составе Владимира Александровича Овсеенко (Антонов), Николая Васильевича Крыленко и Павла Ефимовича Дыбенко.