Enfermo y aún en el exilio al comenzar la Revolución de 1905, regresó y fue elegido diputado de la Segunda Duma. En sus intervenciones en el Parlamento, se labró fama de buen orador y hábil diputado en oposición al gobierno del primer ministro Piotr Stolypin, que acabó por disolver las Cortes y arrestar a los diputados socialistas. Tsereteli fue juzgado y condenado a cinco años de prisión; tras cumplir su pena fue exiliado en Siberia, donde forjó importantes lazos con otros socialistas con los que colaboró en el periodo revolucionario en 1917. Internacionalista y opuesto a la guerra mundial, aceptó, sin embargo, la noción de defensa legítima de las naciones en ciertas circunstancias que le permitieron tras la Revolución de Febrero abogar por el «defensismo revolucionario».