לאחר משבר יולי, במהלכו היה סטלין בעיקר איש קשר בין פטרוגרד ללנין, תוך שדאג לו למקומות מסתור שונים, התחוללה ההפיכה הבולשביקית באוקטובר. תחת הנהגתו של לנין, ששב לרוסיה בחסותה ובמימונה של גרמניה, נכבשה פטרוגרד בידי הבולשביקים, וסטלין מונה לקומיסר הפוליטי של הצבא האדום. בתפקיד זה נשלח להגן על העיר צאריצין, ולהבטיח אספקת תבואה ממנה במלחמת האזרחים ברוסיה. העיר נקראה לאחר מכן על שמו, סטלינגרד.