Единственными выразителями социальных и национальных стремлений украинских трудящихся были большевики. Выйдя из подполья, они быстро укрепили свои ряды, активно работали в Советах, играли важнейшую роль в создании профсоюзов и фабрично-заводских комитетов , рабочей милиции, вели широкую агитационно-пропагандистскую работу. Начали издаваться большевистские газеты «Пролетарий» (Харьков), «Голос социал-демократа» (Киев), «Звезда» (Екатеринослав). Апрельские тезисы В. И. Ленина были одобрены крупнейшими партийными организациями У. Большевики вели революционную работу среди солдат, особенно Юго-Западного фронта; в деревне пропагандировали ленинские лозунги конфискации помещичьих земель и передачи их трудящемуся крестьянству. Большевики выступали как против великодержавной шовинистической политики Временного правительства, так и против антинародной националистической политики Центральной рады. Центральная рада, спекулируя на национальных традициях, формировала воинские части из солдат-украинцев, отряды «гайдамаков» и «вольных казаков» из кулаков; пыталась привлечь массы требованием автономии У. в составе буржуазной России.
Революционные события в центре России находили отражение и на У. За демонстрацией в Петрограде 21 апреля (4 мая) (см. Апрельский кризис 1917 ) последовали выступления рабочих Харькова, Екатеринослава, Киева, Одессы, Донбасса и Криворожья. Во время Июньского кризиса 1917 трудящиеся Киева, Харькова, Луганска, а также Горловки, Никитовки, Юзовки (ныне Донецк) и др. рабочих посёлков Донбасса вышли на многочисленные митинги и демонстрации под большевистскими лозунгами. С целью объединения сил контрреволюции и «улаживания» конфликта с Центральной радой в конце июня в Киев прибыла делегация Временного правительства во главе с А. Ф. Керенским . Генеральный секретариат Центральной рады был признан органом Временного правительства на У. Разгром корниловщины способствовал консолидации революционных сил и на У. Массовые стачки рабочих летом и осенью 1917 охватили Харьков, Киев, Екатеринослав, Одессу, Николаев, Донбасс. Аграрное движение приобрело характер крестьянской войны. Были разгромлены сотни помещичьих имений. Большевизировались Советы. Решение о переходе власти к Советам приняли Советы Одессы, Киева, Чернигова, многих городов и посёлков Донбасса. Формировались отряды Красной Гвардии .
Победа Великой Октябрьской социалистической революции отвечала социальным и национальным чаяниям всех народов Российской империи, в том числе украинского. На 2-м Всероссийском съезде Советов, провозгласившем переход всей власти к Советам, от У. было свыше 100 делегатов. Трудящиеся У. одобрили декреты, принятые 2-м съездом Советов, и активно выражали поддержку Советскому правительству во главе с В. И. Лениным. После победы Октябрьского вооружённого восстания в Петрограде и Москве большевики У. повсеместно развернули борьбу за установление Советской власти. Им пришлось бороться не только с силами Временного правительства, но и с Центральной радой, которая выступала против Советов, стремясь установить своё господство на У. Центральная рада ещё пользовалась влиянием среди отсталой части крестьянства, рабочих и солдат-украинцев.
В конце октября — начале ноября 1917 в основном пролетарском районе У. — Донбассе, где большевики имели в Советах большинство, рабочие установили Советскую власть мирным путём (в Луганске, Макеевке, Горловке и др. городах и рабочих посёлках). Победила Советская власть и в прифронтовой полосе Юго-Западного фронта [Луцк, Винница, Ровно, Проскуров (ныне Хмельницкий), Жмеринка, Каменец-Подольский, Могилёв-Подольский и др.].
В Киеве 27 октября (9 ноября) объединённое заседание Советов рабочих и солдатских депутатов приняло большевистскую резолюцию о поддержке восстания в Петрограде и передаче власти в Киеве ВРК (см. Киевские вооружённые восстания 1917 и 1918 ). В результате жестоких боев 29—31 октября (11—13 ноября) 1917 войска Временного правительства потерпели поражение. Однако победой революционных рабочих и солдат воспользовалась украинская буржуазия. Центральная рада захватила правительственные учреждения и объявила себя высшей властью на У. 7(20) ноября Центральная рада издала универсал, которым провозгласила У. «народной республикой» и, стремясь нейтрализовать воздействие ленинских декретов, демагогически обещала установить государственный контроль в промышленности, 8-часовой рабочий день, передать землю крестьянам. В то же время она развернула террор против сил революции на У.: разгоняла Советы, арестовывала большевиков, разоружала красногвардейские отряды и революционные воинские части. Против крестьян, деливших помещичью землю, были брошены карательные отряды. Установив контакт с военными представителями Антанты, Центральная рада выступала за продолжение империалистической войны, одновременно дезорганизовала фронт, отозвав солдат-украинцев, установила связи с контрреволюционными силами России, в частности Дона. Центральная рада стала одним из главных очагов общероссийской контрреволюции. В начале декабря 1917 Совнарком Советской России обратился с Манифестом к украинскому народу, в котором признавал его суверенные права, а также предъявил требования Центральной раде не пропускать через территорию У. контрреволюционные части на Дон, прекратить разоружение революционных воинских частей и Красной Гвардии. Однако Центральная рада игнорировала законные требования Советского правительства.