Consiglio dei ministri decise di passare il potere a un nuovo gabinetto costituito da personalità provenienti dalla Duma. Lo zar Nicola II, totalmente isolato, abdicò e si formò il primo governo provvisorio a direzione moderata, sotto la guida del principe Lvov.

Il governo provvisorio approvò immediatamente una serie di misure liberali, tra cui l'eliminazione della polizia e della gendarmeria imperiali -che furnono sostituite da una guardia nazionale del popolo- e l'introduzione delle libertà di riunione e di espressione, delle quali approfittarono immediatamente i socialisti russi per esprimere la propria opposizione alla guerra mondiale in atto e diffondere l'appello per una "pace democratica senza riparazioni o annessioni".

In assenza del loro leader, Lenin, in esilio in Svizzera, i capi della fazione bolscevica all'interno del Partito operaio socialdemocratico – Molotov e Stalin – decisero di appoggiare il nuovo regime sino a quando non avesse ostacolato gli obiettivi del movimento socialista; nel contempo, promossero la costituzione di una rete di organismi rappresentativi di base, i soviet.

Il 16 aprile 1917 Lenin raggiunse la capitale deciso a portare la Russia fuori dal conflitto. Convinse i dirigenti bolscevichi a prendere le distanze dal nuovo governo e rifiutare compromessi con il regime liberale e le sue forze politiche, per puntare direttamente alla realizzazione di uno stato comunista. Su questa strada, il primo passo da compiere era quello di porre fine all'impegno bellico, per poter dedicare ogni energia alla rivoluzione.

A Giugno, nel corso del Congresso dei Soviet, i bolscevichi annunciarono l'intenzione di assumersi da soli la responsabilità del governo del paese, senza collaborare con i partiti "borghesi". Il fallimento dell'offinsiva contro le forze austro-tedesche portò in piazza il 13 e 14 luglio centinaia di migliaia di dimostranti che chiedevano lo scioglimento della Duma e l'elezione di un'Assemblea costituente.

Per evitare il pericolo di una presa di potere del partito bolscevico, il primo ministro Kerenskij accolse parte delle richieste: fu proclamata la repubblica di settembre e convocato un preparlamento che decidesse le riforme istituzionali ma, al contempo, arresto' i vertici del partito bolscevico con l'accusa di connivenza con il nemico.

Kerenskij dovette affrontare anche il tentativo di colpo di stato di Kornilov che voleva restaurare il regime zarista. Per frenare l'avanzata del generale cosacco, Kerenskij chiese aiuto ai bolscevichi. La loro mediazione fermò i militari e questo successo aumentò la popolarità delle guardie rosse.
Dalla Finlandia, in cui si era rifugiato per evitare l'arresto, Lenin esortava il partito bolscevico perché stringesse i tempi della conquista del potere da parte dei soviet.
La notte del 6 novembre le guardie rosse occuparono i punti-chiave della capitale, dando poi l'assalto al Palazzo d'Inverno da cui annunciarono il passaggio del potere in mano ai soviet.

Il Congresso dei soviet (a schiacciante maggioranza bolscevica) si sostituì quale Assemblea costituente a quella eletta poche settimane prima, nella quale i bolscevichi erano risultati minoritari. Proclamata la Repubblica sovietica, il governo venne affidato a un Consiglio dei commissari del popolo, al cui vertice fu nominato Lenin.

L'opposizione al bolscevismo si radicò in Ucraina, nell'area del Don e del Caucaso, alimentando una sanguinosa guerra civile, protrattasi sino al 1920; nel corso di questo conflitto i controrivoluzionari, le Armate bianche, ebbero l'appoggio finanziario e militare di molte potenze europee occidentali nella lotta contro i "rossi" bolscevichi che, ottenuta la vittoria, dovettero ammorbidire la propria azione di governo per evitare il totale collasso della nazione.

L'ultimo atto formale della Rivoluzione bolscevica fu la costituzione, il 30 dicembre 1922, dell'Unione delle repubbliche socialiste sovietiche (URSS).
Intanto le prime decisioni adottate dagli organi rivoluzionari – abolizione della proprietà privata delle terre e loro distribuzione ai contadini, la smobilitazione dell'esercito contestualmente all'apertura di trattative di pace con la Germania, il controllo operaio sulle fabbriche e la nazionalizzazione delle banche – avevano assicurato loro un vasto sostegno in tutte le province dell'ex impero, consolidato dalla proclamazione -il 15 novembre- del diritto alla separazione volontaria dalla Russia di quelle nazionalità annesse con la forza dal regime zarista.