1917年4月，索科利尼科夫跟随列宁一起回国，为布尔什维克党中央写社论。索科利尼科夫与弗拉基米尔·列宁、格里戈里·季诺维也夫、列夫·加米涅夫、列夫·托洛茨基、约瑟夫·斯大林和安德烈·布勃诺夫同时是俄国社会民主工党（布尔什维克）的第一届政治局委员。十月革命后，先后出任多个政府要职。曾在越飞出使德国的代表团中，参加对德国的停战谈判，1918年3月3日索科利尼科夫签署《布列斯特-立陶夫斯克条约》。1918年，他与罗萨莉娅·泽姆利亚奇卡一起成为红军第八军的政委。索科利尼科夫最早在突厥斯坦即开始实行与新经济政策