Накануне Октябрьского вооружённого восстания вернулся в Петроград, 2-м Всероссийским съездом Советов РСД (25—27 октября), на котором выступил решительным союзником большевиков, переизбран во ВЦИК. 29 октября делегирован от него в Петроградский ВРК, в котором тесно сотрудничал с большевиками. Параллельно с 28 октября входил в Центральное временное бюро левых эсеров. 6 ноября пленумом ВЦИК Алгасов утвержден организатором Иногороднего отдела — важнейшего подразделения ВЦИК, в первые послеоктябрьские месяцы выполнявшего многие функции НКВД; руководство отделами строилось на паритетных началах, и Алгасов делил его с Я. М. Свердловым. В тот же день на совместном заседании фракции левых эсеров ВЦИК, редакции журнала «Наш Путь» и Петроградского комитета ПСР избран во Временное Центральное бюро левых эсеров, созданное для подготовки учредительного съезда партии.