Появление Ленина в Смольном сыграло решающую роль. В классе 36 настроение, если верить присутствовавшим там большевикам, совершенно изменилось. С обороны они переключились на наступление, отдали приказ начать восстание и достали карты, чтобы спланировать главные направления атаки. К обеду удалось захватить вокзалы, почту и телеграф, государственный банк, телефонную станцию, полицейские участки и районы вокруг Зимнего дворца и Исаакиевской площади. Однако штурм Зимнего дворца, где в Малахитовом зале засели без надежды на спасение остатки кабинета Керенского, отложили сначала до 15 часов, а потом до 18 часов, после чего Военно-революционный комитет и вовсе перестал беспокоиться о каких-либо сроках. Ленина эти задержки приводили в бешенство: для него было чрезвычайно важно захватить власть до открытия съезда Советов. Около 15 часов он объявил переполненному залу на заседании Петроградского совета о свержении Временного правительства. Это, конечно, было ложью, но тот факт, что захват власти свершился, представлялся настолько важным для его политической стратегии, что Ленин готов был его придумать. Когда день перешел в вечер, он начал орать на командиров в Военно-революционном комитете, приказывая взять Зимний дворец без промедления. Подвойский позже вспоминал: «Он метался по маленькой комнате Смольного, как лев, запертый в клетку. Ему нужен был во что бы то ни стало Зимний».
Штурм начался по сигналу пушек с крейсера Балтийского флота «Аврора», стоявшего на якоре на Неве около Зимнего дворца. В 22.40, лишь только начали стрелять, в Большом зале Смольного наконец открылся съезд Советов. Большинство делегатов сидели в тужурках и шинелях – рабочие и солдаты. Неопрятные и немытые, они резко контрастировали со старыми членами Исполнительного комитета – меньшевиками и эсерами в чистых костюмах, заседавшими здесь в последний раз. Как заметил Суханов, «зал был уже полон… серой, черноземной толпой». Большевики не имели абсолютного большинства, хотя при поддержке левых эсеров они могли провести любое предложение. Согласно отчету мандатной комиссии, из 670 делегатов 300 составляли большевики, 193 – эсеры (из них больше половины левые эсеры), 82 – меньшевики (из них 14 интернационалисты). Мандаты делегатов указывали на преобладающее большинство в пользу правительства Советов. Каким быть этому правительству, предстояло решить съезду. Мартов предложил сформировать единое демократическое правительство на базе всех входивших в Совет партий. По его мнению, это был единственный способ предотвратить гражданскую войну. Предложение встретили овацией. Даже Луначарский признал, что большевики ничего не имеют против этого предложения: они не могли отказаться от лозунга «Вся власть Советам!». Предложение немедленно и единогласно одобрили.
Однако едва стало казаться, что вот-вот будет сформирована социалистическая коалиция, как пришли новости о вооруженном штурме Зимнего дворца и аресте министров Керенского. Делегаты от меньшевиков и эсеров стали обличать штурм как преступные действия, которые, по их мнению, должны были погрузить страну в гражданскую войну, и многие из них в знак протеста покинули зал. Когда они выходили, делегаты-большевики топали ногами, свистели и выкрикивали оскорбления. Спланированная Лениным провокация – упреждающий захват власти – удалась. Покинув съезд, меньшевики и эсеры свели на нет все надежды на достижение компромисса с умеренными большевиками и на формирование коалиционного правительства из всех партий, работавших в Совете. Путь для диктатуры большевиков на базе Совета теперь был свободен. Именно к этому, несомненно, и стремился Ленин.
Несложно понять, почему меньшевики и эсеры повели себя в изменившейся политической атмосфере того момента именно таким образом. Однако невозможно и не заметить, что своими действиями они подыграли Ленину. Суханов признал это в 1921 г.: «Этого мало: мы ушли, совершенно развязав руки большевикам, сделав их полными господами всего положения, уступив им целиком всю арену революции. Борьба на съезде за единый демократический фронт могла иметь успех… Уходя со съезда, оставляя большевиков с одними левыми эсеровскими ребятами и слабой группкой новожизненцев, мы своими руками отдали большевикам монополию над Советом, над массами, над революцией. По собственной неразумной воле мы обеспечили победу всей линии Ленина…»
В результате этого бойкота оппозиционные силы разделились, оставив Мартова и других левых сторонников советской коалиции в одиночестве противостоять усилиям Ленина установить диктатуру. Мартов еще раз отчаянно призвал сформировать правительство из всех демократов. Однако настроение в зале менялось. В глазах массы делегатов меньшевики и эсеры, бойкотируя съезд, показали себя «контрреволюционерами». Теперь делегаты готовы были последовать примеру большевиков, противящихся любому компромиссу с меньшевиками и эсерами. Троцкий взял инициативу и произнес речь (она стала одной из наиболее часто цитируемых в XX в.), в которой обличил резолюцию Мартова о коалиции: «Наше восстание победило. И теперь нам предлагают: откажитесь от своей победы, идите на уступки, заключите соглашение. С кем? Я спрашиваю, с кем мы должны заключить соглашение? С теми жалкими кучками, которые ушли отсюда или которые делают это предложение? Но ведь мы видели их целиком. Больше за ними нет никого в России. С ними должны заключить соглашение, как равноправные стороны, миллионы рабочих и крестьян… Нет, тут соглашение не годится… вы – жалкие единицы, вы – банкроты, ваша роль сыграна, и отправляйтесь туда, где вам отныне надлежит быть: в сорную корзину истории!»