První světovou válku pokládal Martov podobně jako Lenin za imperialistickou a stejně jako on přivítal i vypuknutí únorové revoluce v roce 1917 a následný pád carismu. Vrátil se ihned do vlasti, aby se zapojil do politického života, ale všeobecný rozklad někdejší ruské říše přál spíše bolševikům, takže jeho politika skončila neúspěchem. Když bolševici přišli v říjnu 1917 k moci (říjnová revoluce), dostal se Martov politicky na okraj. Jeho bývalý kolega Trockij, který přešel k bolševikům, tehdy prohlásil: "Vy jste ubozí izolovaní jednotlivci; vy jste bankrotáři; vaše role už nebude pokračovat. Táhněte, kam patříte – na smetiště dějin!" Martov znovu odešel do exilu. Před odchodem ale řekl: "Jednou porozumíte zločinům, kterých se účastníte." Po skončení ruské občanské války byli, v důsledku Kronštadského povstání v roce 1921, menševici sovětskou vládou spolu s jinými marxistickými politickými stranami zakázáni, a to včetně frakcí bolševické strany a na bolševicích nezávislé Ukrajinské komunistické strany. Od roku 1920 až do své smrti žil Martov v Německu.