Do Petrohradu Lenin dorazil 16. dubna 1917, stal se zde vedoucím představitelem bolševického hnutí a publikoval "Dubnové teze" . Později dorazil též další revolucionář Lev Trockij, stal se Leninovou pravou rukou, ale mezi oběma muži byly často spory ohledně metod boje. V květnu 1917 Lenin vytvořil čtyřčlenné užší vedení strany, známé jako politické byro, ve složení Lenin, Zinovjev, Kameněv a Stalin, který se tak poprvé dostal k moci. Po neúspěšném červencovém dělnickém povstání byl na jeho vůdce vydán zatykač, Kameněv a Trocký byli zatčeni, Lenin uprchl do Finska. Vrátil se v říjnu 1917, využil slabé pozice vlády Alexandra Kerenského a začal intenzivně připravovat revoluci, kterou nakonec pod heslem „Všechnu moc sovětům“ uskutečnil počátkem listopadu. Kvůli datování podle tehdy v Rusku ještě platného juliánského kalendáře je však tato skutečně převratná revoluce zvána "Velká říjnová socialistická revoluce". Revoluce dala vznik Sovětskému Rusku (později oficiálně Ruská sovětská federativní socialistická republika, RSFSR). Své představy o vládě vyjádřil Lenin v eseji „Stát a revoluce“ z revolučního roku 1917. V tomto díle se vyslovil pro novou formu vlády založenou na existenci dělnických rad neboli sovětů.