1917年俄国二月革命爆发，沙俄罗曼诺夫王朝灭亡。斯大林被释放，他于3月25日重返彼得格勒（圣彼得堡），与列夫·加米涅夫、维亚切斯拉夫·莫洛托夫等人继续从事布尔什维克《真理报》的编辑工作。他们曾一度对亚历山大·克伦斯基的俄国临时政府持支持态度，而在4月召开的党内会议中，列宁主张推翻临时政府，斯大林等人于是转变立场支持列宁。会议上他被选为布尔什维克中央委员会成员。同年发生七月事件，列宁由于试图发动革命而被临时政府所通缉，斯大林协助他逃往芬兰，为了避免扩大流血冲突，斯大林下令让被围困的布尔什维克党员投降。不久列宁重返俄国，并在斯莫尔尼宫策划武装起事推翻临时政府，斯大林成为领导团体的一员，最终布尔什维克在十月革命中成功夺取政权，随后他被任命为民族事务人民委员。