Вернувшись в конце марта 1917 года в Петроград, Дан поддерживал Временное правительство и выступал за вхождение в него социалистов.
Одним из самых ярких эпизодов его небедной на события жизни была попытка в канун революции, вечером 24 октября 1917 года, вместе с эсерами Н.Д. Авксентьевым, бывшим министром внутренних дел, и А.Р. Гонем, по поручению Временного совета Российской республики (так называемого Предпарламента), договориться с Временным правительством о том, чтобы, перехватив инициативу у большевиков, сделать заявление, в котором вопросы о мире, земле и демократизации армии «должны быть поставлены так, чтобы ни у одного рабочего и солдата не было сомнения, что правительство идет по этому пути твердыми шагами». При этом Дан называл агитацию большевиков «преступной», но заявлял: «Желая самым решительным образом бороться с большевизмом, мы не желаем быть орудием в руках той контрреволюции, которая на подавлении этого восстания хочет сыграть свою игру» («Новая жизнь», «Речь», 25 октября 1917 года).
На следующий день, 25 октября, Дан открыл II Всероссийский съезд Советов рабочих и солдатских депутатов, но после того, как была предложена для голосования резолюция о переходе власти к Советам, в знак протеста покинул зал. Вскоре за ним последовал и Мартов, выступивший за мирное разрешение кризиса, вызванного вооруженным восстанием, и организацию «однородной демократической власти» путем переговоров с «другими социалистическими партиями и организациями». Предложение Мартова поддержали многие присутствовавшие, но после ухода Дана и его сторонников инициативу перехватил Троцкий, призвавший осудить ушедших и приветствовать победоносное восстание, тем самым утвердив захват власти большевиками.
Октябрьскую революцию Дан категорически не принимал и сделал все возможное, чтобы избежать ее катастрофических последствий. Так, 5 ноября 1917 года он писал в «Рабочей газете»: «Три положения определяют линию нашего поведения. Первое – развязывание гражданской войны и – путь контрреволюции; второе – для предотвращения гражданской войны необходима капитуляция большевизма; третье – наша задача отделить большевизм от рабочего движения… Первые дни заговора была надежда, что он может быть ликвидирован военной силой, но попытка подавления оказалась неудачной, нападение на Петроград сделало защиту Петрограда делом пролетариата, социалистическая партия не может принять участие в подавлении рабочего класса, поэтому мы встали на точку соглашения, которого требуют широкие рабочие массы. Смысл соглашения – заставить большевиков отказаться от идеи власти Советов и признать равноправие всей демократии. Соглашение невозможно без раскола большевизма. Оно создаст концентрацию всех демократических сил вокруг пролетариата, а не без пролетариата. Отказ от соглашения откалывает от большевиков огромные массы рабочих, и их восстание становится чисто солдатским. Таков результат нашей тактики».
Как оказалось, большевиков не испугал «откол» «огромных масс рабочих», ибо вопрос выбора между властью и демократией никогда перед ними не стоял. Вскоре центральный орган меньшевиков «Рабочая газета» был закрыт, а Дан продолжал писать, на этот раз в газете «Вперед»: «Рабочие не только вынуждены будут дорогой ценой расплачиваться за большевистскую политику анархии, но… когда ужасные последствия этой политики станут очевидными, само имя социализма, которым злоупотребляют большевики, станет ненавистно миллионам трудящихся» (21 ноября 1917 года). Примерно о том же говорил в это же самое время Мартов: «Мы идем через анархию, несомненно, к какому-нибудь цезаризму».
Несмотря на постоянные расхождения во взглядах, Дан примирился с Мартовым и на Чрезвычайном съезде РСДРП(о) возглавил вместе с ним партию, провозгласив новый курс, курс сотрудничества с большевиками. Однако вскоре оказалось, что такое сотрудничество во многих важнейших вопросах для него невозможно. Так, он категорически не принял сепаратного договора между Россией и Германией, так называемого Брестского мира, подписанного 3 марта 1918 года.
В июне 1918-го власти обвинили меньшевиков в связях с Колчаком и участии в организации восстаний; 14 июня ВЦИК принял постановление об исключении правых эсеров и меньшевиков из своего состава и из местных Советов. За резкую критику «красного террора» лидеры меньшевиков, в том числе Дан, подвергались арестам, некоторые находились фактически на полулегальном положении.