24. oktobra je policija vdrla v prostore boljševiškega časopisa in uničila tiskarsko opremo; Stalin je rešil nekaj svoje opreme za nadaljevanje svoje dejavnosti. V zgodnjih jutranjih urah 25. oktobra se je pridružil Leninu v Smolnem inštitutu, od koder se je poveljevalo državnemu udaru – oktobrski revoluciji. Boljševiška milica je zavzela petrograjsko elektrarno, glavno pošto, državno banko, telefonsko centralo in več mostov. Ladja pod nadzorom boljševikov, "Avrora", je streljala na Zimski dvorec; poslanci začasne vlade so se vdali in boljševiki so jih aretirali. Stalin je imel nalogo obveščati poslance v Drugem kongresu sovjetov o razvoju razmer, vendar njegova vloga v udaru ni bila javno vidna. Trocki in ostali kasnejši boljševiški nasprotniki Stalina so to uporabili kot dokaz, da je bila Stalinova vloga v udaru zanemarljiva, čeprav novejši zgodovinarji temu oporekajo. Po besedah zgodovinarja Olega Hlevnjuka je Stalin »/.../ izpolnil pomembno vlogo (v revoluciji) /.../ kot višji boljševik, član Centralnega komiteja stranke in urednik njenega glavnega časopisa«. Zgodovinar Stephen Kotkin je podobno menil, da je Stalin bil »v žarišču dogodkov«, ki so vodili k udaru.