Накопившиеся в стране противоречия обострились в ходе первой мировой войны, что неизбежно вело к новым социальным потрясениям. В конце 1916 г. особой остроты достиг кризис «верхов». Он проявился и в антиправительственных речах даже ярых монархистов в Думе, «министерской чехарде», т.е. частой смене министров, убийстве любимца царской семьи Г. Распутина, попытках организации дворцового переворота, усилении общественной изоляции царизма. В конце 1916 — начале 1917 г. росло забастовочное движение петроградских рабочих (75% забастовок носили политический характер).
23 февраля (8 марта по н. ст.) 1917 г. забастовало около 128 тыс. рабочих и работниц 50 петроградских предприятий. Они вышли на улицы с лозунгами «Хлеба!», женщины несли плакаты с надписью «Верните наших мужей». 24 февраля в демонстрациях приняли участие рабочие 224 предприятий Петрограда, свыше 200 тыс. человек. 25 февраля забастовка охватила свыше 300 тыс. человек и стала всеобщей. В этот же день произошли первые столкновения демонстрантов с полицией и казаками, появились первые раненые. Царь, находившийся в это время в Ставке (г. Могилев), отдал приказ командующему Петроградским военным округом: «Завтра же прекратить в столице беспорядки». Полиция провела массовые аресты деятелей общественных организаций и политических партий. 26 февраля солдаты неоднократно открывали огонь по демонстрантам. Несколько десятков человек было убито и ранено. 27 февраля учебная команда Волынского резервного полка присоединилась к восставшим. Следом за ней на сторону народа перешли солдаты Литовского и Преображенского резервных полков, а затем весь петроградский гарнизон и матросы Балтийского флота. Карательный отряд, отправленный Николаем II в Петроград, на подступах к городу был остановлен и разоружен. Министры царского правительства были арестованы. 27 февраля восставшие почти полностью овладели Петроградом.
Лидеры социалистических партий организовали выборы в Петроградский Совет рабочих депутатов. 1 марта образовался Совет солдатских депутатов, который объединился с рабочим Советом. В ночь на 28 февраля Государственная дума объявила о создании Временного комитета Государственной думы, пытавшегося взять на себя правительственные функции. 2 марта было создано Временное правительство во главе с князем Г. Е. Львовым.
2 марта Николай II отрекся от престола за себя и за своего малолетнего сына Алексея в пользу младшего брата Михаила Александровича, но последний 3 марта тоже отказался от престола. Самодержавие в стране пало. В результате революции в России сложилось двоевластие. С одной стороны, действовало Временное правительство, состоявшее из кадетов, октябристов, представителей либеральной общественности: Г. Е. Львов (председатель), П. Н. Милюков (министр иностранных дел), А. И. Гучков (военный министр), А. И. Коновалов (министр торговли и промышленности); объявивший себя эсером А. Ф. Керенский (министр юстиции) одновременно являлся заместителем председателя Совета. С другой стороны — Совет рабочих и солдатских депутатов. Руководство Советом осуществляли меньшевики и эсеры. Большевики, входившие в Совет, первоначально не пользовались там значительным влиянием. Соотношение сил между этими двумя органами очень точно определил А. И. Гучков: «Правительство — это власть без силы. Совет — сила без власти». Несмотря на наличие серьезных разногласий между двумя ветвями власти, до сентября 1917 г. стратегически они действовали совместно, пытаясь провести либерально-демократические преобразования в стране.