斯莫爾尼宮熱火朝天，彼得格勒通宵激戰，各種報告和請示從四麵八方送到列寧手中。列寧不時派出信使，及時給予指示和處理。
參加起義隊伍的工人赤衛隊、衛戍部隊和波羅的海艦隊的革命士兵共20萬人投入戰鬥。而克倫斯基政府從前線急調的軍隊尚未趕到，留守彼得格勒的武裝力量，連哥薩克、士官生、“婦女敢死隊”之類的力量合起來也隻有幾萬人。革命形勢呈排山倒海之勢，勢如破竹，所向披靡，經過激戰，到11月7日淩晨，起義隊伍已占領了各主要橋梁、火車站、電話站、發電站、銀行等戰略要點，除政府藏身的冬宮瑪麗婭宮、總參謀部等附近的一小塊地區外，整個城市實際上已掌握在起義隊伍手中。上午10時左右，克倫斯基化裝成水兵乘坐美國大使館的汽車倉皇逃出彼得格勒。
從11月6日深夜至7日淩晨，列寧還主持召開了布爾什維克中央委員會會議，會議聽取了關於武裝起義進展情況的彙報，討論並決定俄國新政府的名稱為“工農政府”，政府成員為“人民委員”，初步確定了人民委員的人選，討論了製定土地法令的問題。
11月7日上午，列寧起草了《告俄國公民書》，由“阿芙樂爾號”巡洋艦電台以軍事革命委員會的名義播發，並在當天的報上發表。文中宣布，資產階級政府已被推翻，國家政權已轉到軍事革命委員會手中。下午1時，起義隊伍攻下了預備國會所在地瑪麗婭宮，解散了預備國會。下午2時35分，列寧出席在斯莫爾尼宮舉行的彼得格勒工兵代表蘇維埃緊急會議。當他在會場出現時，會場上響起了暴風驟雨般的掌聲和歡呼聲。列寧在會上作了關於蘇維埃政權的任務的報告。列寧指出，布爾什維克始終認為必須進行的工農革命已經成功了，俄國開始步入新時代，從現在開始應著手建設無產階級的新國家。會議順利通過了列寧起草的決議。
下午6時，起義隊伍已將政府盤踞的最後一個據點冬宮完全包圍。冬宮位於市中心，是原沙皇居住地。它背靠涅瓦河，麵對一片開闊廣場，是一座高22米、寬160米、長200米的豪華典雅的建築物，有1050個大小廳房。克倫斯基逃跑後，政府各部的官員全龜縮於此。1500多名士官生、哥薩克部隊和“婦女敢死隊”死守。革命軍事委員會向政府發出最後通牒，令其於6時20分停止抵抗，繳械投降。政府接到通牒後，以要與前線大本營協商為借口，拖延時間，企圖頑抗。於是革命軍事委員會決定以武力解決。晚上9時，彼得保羅要塞發射3發信號彈，進攻開始。晚上9時40分，起義水軍駕駛“阿芙樂爾號”巡洋艦開進涅瓦河，向冬宮發射炮彈，冬宮陣地內的敵人頓時一片慌亂，大門被人從裏麵打開，士兵、水兵和赤衛隊員趁勢衝進去。深夜2點15分，隊伍完全占領冬宮，政府的各部部長全被逮捕。至此，彼得格勒武裝起義已取得全麵勝利。
當攻占冬宮的戰鬥正在激烈進行時，全俄工兵代表蘇維埃大會在斯莫爾尼宮開幕。出席大會的代表約670名，布爾什維克390名，占了大多數，同情支持布爾什維克的左派社會革命黨人169人，而右派社會革命黨人和孟什維克不到100人。
斯莫爾尼宮的大廳內人聲鼎沸，擠得水泄不通。10時40分，在會議主持人一個勁兒使勁搖鈴後，大會宣布開始。孟什維克和右派社會革命黨人眼看自己處於少數和孤立的地位，拒絕推選自己的代表參加主席團，他們發表了一份聲明，攻擊武裝起義是“搞軍事陰謀”，是“對祖國和革命的犯罪行為”，“規勸”工人和革命士兵要“及時醒悟”，宣稱“唯有組織統一民主政權才能製止國內戰爭”，恫嚇說“軍隊將從前線開臨彼得格勒，會將城市徹底摧毀”。革命形勢已明朗化，他們的理論已沒有市場，在一片斥罵聲中灰溜溜地退出會場。次日淩晨3時10分，大會接到攻下冬宮的捷報，頓時全場沸騰，歡聲雷動。