Временное правительство было свергнуто в ходе вооружённого восстания, которое произошло в Петрограде 7—8 ноября (25—26 октября по старому стилю) 1917 года. Его главными организаторами были В. И. Ленин, Л. Д. Троцкий, Я. М. Свердлов, В. А. Антонов-Овсеенко, П. Е. Дыбенко и другие.
Непосредственное руководство восстанием осуществлял Военно-революционный комитет Петроградского Совета, в который входили также левые эсеры. Успех восстания предопределили поддержка значительной части народа, бездействие Временного правительства, неспособность меньшевиков и правых эсеров предложить реальную альтернативу большевизму.
Восстание началось 25 октября 1917 года по юлианскому календарю, принятому в то время в России, и хотя уже в феврале 1918 года был введён григорианский календарь (новый стиль) и уже первая годовщина (как и все последующие) отмечалась 7 ноября, революция по-прежнему ассоциировалась именно с октябрём, что и нашло отражение в её названии.
Оппоненты большевиков — правые социалисты и кадеты — "назначили" восстание сначала на 17-е, затем на 20-е, затем на 22 октября (объявленное Днём Петроградского совета), правительство неустанно к нему готовилось, но произошедшая в ночь с 24-го на 25 октября революция для всех явился неожиданностью, — потому что представляли его совершенно иначе.
Ожидали повторения Июльских дней, вооружённых демонстраций полков гарнизона, только на сей раз с выраженным намерением арестовать правительство и захватить власть. Но никаких демонстраций не было, да и гарнизон почти не был задействован.
Отряды рабочей красной гвардии и матросов Балтийского флота просто завершали давно начатую Петроградским советом работу по превращению двоевластия в единовластие Совета: сводили разведённые Керенским мосты, разоружая выставленные правительством караулы, брали под свой контроль вокзалы, электростанцию, телефонную станцию, телеграф и т. д., и т. д.
И всё это без единого выстрела, спокойно и методично, — не спавшие в ту ночь члены Временного правительства во главе с Керенским долго не могли понять, что происходит, о действиях ВРК узнавали по "вторичным признакам": в какой-то момент в Зимнем дворце отключили телефоны, потом — свет…
Попытка небольшого отряда юнкеров во главе с народным социалистом В. Б. Станкевичем отбить телефонную станцию закончилась неудачей, и утром 7 ноября (25 октября по ст. ст.) под контролем Временного правительства оставался лишь Зимний дворец, окружённый отрядами красной гвардии.
Силы защитников Временного правительства составляли примерно 200 ударниц женского батальона смерти, 2—3 роты юнкеров и 40 инвалидов Георгиевских кавалеров, возглавляемых капитаном на протезах.
В 10 часов утра 7 ноября (25 октября по ст. ст.) 1017 года Военно-революционный комитет выпустил воззвание "К гражданам России!". В нём говорилось:
Государственная власть перешла в руки органа Петроградского Совета рабочих и солдатских депутатов, Военно-революционного комитета, стоящего во главе петроградского пролетариата и гарнизона. Дело, за которое боролся народ: немедленное предложение демократического мира, отмена помещичьей собственности на землю, рабочий контроль над производством, создание Советского правительства — это дело обеспечено.
В 21:00 холостой выстрел из Петропавловской крепости подал сигнал к началу штурма Зимнего дворца. В 2 часа ночи 8 ноября (26 октября по ст. ст.) вооружёнными рабочими, солдатами Петроградского гарнизона и матросами Балтийского флота во главе с Владимиром Антоновым-Овсеенко был взят Зимний дворец и арестовано Временное правительство.
С самого начала большевики и их союзники называли события Октября "революцией". Так, на заседании Петроградского совета рабочих и солдатских депутатов 7 ноября (25 октября по ст. ст.) 1917 года Ленин произнёс своё знаменитое:
Товарищи! Рабочая и крестьянская революция, о необходимости которой всё время говорили большевики, свершилась!
