El mayor problema con el que se enfrentaban los bolcheviques en Petrogrado era el hecho incontestable de que la guarnición de la ciudad seguía siendo partidaria de apoyar al Gobierno provisional o al soviet. Para obtener su apoyo, por lo tanto, los bolcheviques tenían que idear una artimaña lo suficientemente sólida como para que las tropas creyeran que defendían precisamente aquello que iban a derribar con su concurso o, siquiera, con su pasividad. Las circunstancias vinieron en apoyo de los bolcheviques a la hora de vencer esta dificultad.
En la segunda semana de octubre, los alemanes se apoderaron de algunas islas rusas en el Golfo de Riga. Inmediatamente corrieron rumores de que esta operación naval sólo era un anticipo de un ataque sobre Petrogrado. Kérensky, siguiendo el consejo de sus asesores militares, pensó en la posibilidad de trasladar la capital a Moscú pero no pudo llevar a cabo tal medida ante la oposición socialista en el soviet, que le acusaba de abandonar la ciudad al enemigo. El 9 de octubre, los mencheviques del Soviet de Petrogrado propusieron la formación de un Comité de Defensa Revolucionaria que pudiera proteger la ciudad. Los bolcheviques aprovecharon la ocasión y lograron incluso que el Comité ejecutivo del soviet se transformara en un comité militar revolucionario. Por una paradoja de la historia, habían sido sus adversarios de décadas los que habían puesto en sus manos a la única fuerza que podía resistirles proporcionándoles además la pantalla que permitiría enmascarar lo que era un golpe de un solo partido como una acción global de las fuerzas obreras.
Con todo, a aquellas alturas sólo los muy necios o los muy cándidos podían negarse a ver que Lenin estaba preparando un golpe. Algunos mencheviques y eseristas iniciaron conversaciones con los bolcheviques con la intención de disuadirlos de dar ese paso aún a costa de asumir buena parte de su programa. Por su parte, Kérensky decidió no actuar esperando que los bolcheviques se alzaran para poder suprimirlos con facilidad y de una manera definitiva. Tanto los socialistas como el Gobierno iban a comprobar en breve lo erróneo de sus posturas. Empleando el argumento —radicalmente falso como confesaría Trotsky— de que la guarnición de Petrogrado iba a ser enviada al frente y de que la ciudad tenía que ser protegida de la contrarrevolución, el comité militar revolucionario intentó asegurarse el apoyo de la tropa. Para consolidar esa posición, Lenin incluso cursó órdenes a los marineros bolcheviques del acorazado Avrora para que difundieran la noticia, también falsa, de que la contrarrevolución había desencadenado una ofensiva. En el curso de la noche del 21 al 22 de octubre, el comité militar revolucionario había comenzado a lograr que las tropas quedaran separadas de sus mandos naturales y aceptaran sólo sus órdenes.
La respuesta gubernamental fue lenta y, sin duda, eso disminuyó su eficacia. El 24 de octubre, Kérensky ordenó a las tropas leales que ocuparan los puntos estratégicos de la ciudad. Al mismo tiempo, proclamó el estado de sitio en Petrogrado. Más titubeante fue en lo que se refería al arresto del comité. Tras ordenarlo, revocó la orden posiblemente por temor a dar pábulo a las calumnias que lo acusaban de desear instaurar una dictadura personal. Lo que Kérensky desconocía era que las únicas fuerzas de las que podía fiarse poco más podían hacer que proteger algunos edificios. Durante aquella misma noche, las tropas, convencidas de que estaban combatiendo a la reacción, y la Guardia Roja formada por obreros industriales entraron en acción. Por la mañana, casi sin derramamiento de sangre tenían bajo su control todos los puntos estratégicos de la ciudad. En el caso del palacio Mijailovsky bastó simplemente con que las fuerzas bolcheviques sustituyeran a los soldados que hacían guardia como si se tratara de un simple relevo. Nada hubo, por lo tanto, de masas enfervorizadas que tomaban, bajo la dirección de Lenin, los edificios principales de la ciudad. En todo caso, lo que se produjo fue un golpe que, por la propia debilidad de las instituciones nacidas de la revolución de octubre, fue casi incruento.
El único edificio que no pasó de manera inmediata a manos de los golpistas fue el Palacio de invierno. La película Oktyabr de Eisenstein ha contribuido a crear toda una mitología del asalto bolchevique a este símbolo de la autocracia, primero, y de la burguesía, después. El icono se ha mantenido desde entonces y es lógico que así resultara porque contribuía a consolidar el tópico de una revolución popular no creada por Lenin sino, si acaso, advertida y encauzada. La realidad histórica fue totalmente diferente. El palacio, defendido por un batallón de mujeres, un pelotón de inválidos de guerra, algunos ciclistas y unos cuantos cadetes nunca fue tomado al asalto. De hecho, se hicieron algunos intentos en este sentido pero siempre concluyeron con la retirada de los atacantes. Finalmente, las mujeres, los ciclistas y los inválidos abandonaron el palacio, ya que se corrió la voz de que Kérensky había huido de la ciudad. Cuando el edificio quedó vacío, los atacantes penetraron en él a través de las ventanas abiertas y de las puertas de servicio. No encontraron resistencia porque los cadetes recibieron de los ministros allí reunidos la orden de no derramar sangre. Con la entrega pacífica de los ministros, el golpe pudo darse por concluido. Para la mayor parte de la población se había tratado sólo de una crisis gubernamental más.
Todo hacía pensar a los bolcheviques que el proceso estaba cerrado y que el II Congreso de los soviets —cuyas reuniones debían iniciarse en la noche del 25 al 26 de octubre— se inclinaría ante los hechos consumados. No fue así siquiera porque un número considerable de los delegados no estaba dispuesto a permitir que los bolcheviques implantaran una dictadura. La totalidad de los mencheviques y el ala moderada de los eseristas leyeron una resolución en la que expresaban su repulsa más absoluta contra el golpe bolchevique y a continuación abandonaron la sala. Trotsky aprovechó entonces para oponerse a una propuesta de Mártov favorable a la formación de una comisión que estudiara la posibilidad de crear un gobierno constituido sólo por socialistas de las distintas tendencias.
Mientras los mencheviques, los eseristas moderados, algunas organizaciones campesinas, algunos sindicatos y algunos miembros del Consejo de la República formaban un comité cuya finalidad era salvar al país y a la revolución y oponerse al golpe de los bolcheviques, éstos se disponían a iniciar la articulación de su dictadura. Se creó así un gobierno que recibió el nombre de Consejo de Comisarios del Pueblo. Formado exclusivamente por bolcheviques y presidido por Lenin, su carácter inestable y minoritario iba quedar bien pronto de manifiesto. Sin embargo, nada de ello importaba a Lenin. Durante las semanas siguientes, articuló una dictadura que, según sus propias palabras, aplicaría el "terror de masas" y se convertiría en el primer estado totalitario de la Historia, causa de la guerra civil más cruenta del siglo XX pero ésa ya es otra historia.