Важную роль в стимулировании революции, по представлениям большевиков, должна была сыграть публикация тайных договоров, заключенных «империалистическими» державами. Касаясь преимущественно раздела сфер влияния и территориальных изменений народов «колониальных и зависимых» стран, они осуществлялись тайно за их спиной. Обнародование этих документов было призвано разоблачить истинные цели войны, вызвать взрыв недовольства среди рабочих Европы и подтолкнуть выступления в колониях. Именно поэтому сразу же после создания НКИД в числе центральных направлений в его работе были выявление и публикация соглашений, заключенных царским и Временным правительствами с другими великими державами. Всего до конца 1917 г. получили огласку более 100 таких документов. Их появление в прессе сопровождалось широкой агитационной работой, во многом ориентированной на зарубежных читателей.
Однако стремление большевиков посадить за стол переговоров о перемирии представителей всех воюющих держав не увенчалось успехом. Государства Антанты игнорировали неоднократные предложения советского правительства, которое вынуждено было начать сепаратные встречи с державами Четверного союза. Российскую делегацию на переговорах в Брест-Литовске возглавляли большевики А. А. Иоффе (руководитель делегации), Л. Б. Каменев, Г. Я. Сокольников; левые эсеры А. А. Биценко и С. Д. Масловский. Первый тур продолжался с 20 ноября по 1 декабря 1917 г. и закончился подписанием перемирия на срок до 1 января 1918 г. Второй тур переговоров начался 12 декабря. В основу программы советской делегации легла декларация, которая предусматривала вывод войск с оккупированных территорий, предоставление политической самостоятельности лишившимся ее народам, отказ от контрибуций, а также право свободно распространять революционную литературу.
Германская сторона не решилась открыто выступить против предоставления народам права на самоопределение, но пошла по пути реализации концепции «косвенной аннексии». Она предусматривала предоставление права на политическое самоопределение народам России, проживавшим на оккупированных немцами территориях. На деле это означало создание новых «свободных», но подконтрольных Германии стран. Фактически от России отторгались 18 губерний. Отказав в праве провоза литературы и листовок в Германию, немцы согласились на ее провоз из России во Францию и Англию.
Третий раунд переговоров начался 27 декабря 1917 г. Советскую делегацию возглавил уже сам нарком Л. Д. Троцкий. В этот день Германия заявила, что поскольку державы Антанты не присоединились к переговорам, немецкая сторона считает себя свободной от советской формулы мира — без аннексий. Перед Троцким встала исключительно сложная задача: сделать как можно меньше уступок Германии при подготовке мирного договора, используя при этом переговоры для разоблачения германского империализма в глазах мирового общественного мнения. Вторую задачу нарком выполнял успешно, почти ежедневно в заявлениях и декларациях остро критически освещая ход переговоров и агитируя в пользу революции (в одном из обращений он призывал немецких солдат убивать своих офицеров, если те поведут их на бойню). Троцкий, однако, не был готов взять на себя ответственность за решение территориального вопроса и выехал в Петроград по вызову ЦК РСДРП (б) для обсуждения создавшегося положения.
К началу января 1918 г. большевики столкнулись с ситуацией, когда развитие событий существенно отличалось от их недавних прогнозов. Как отмечал один из членов брестской делегации историк М. Н. Покровский, изначально общей установкой было «тянуть» переговоры, а при удобном случае и разорвать их, при этом «деловая сторона переговоров не могла интересовать большевиков». Также подходил к ним и Троцкий: вести «революционную внешнюю политику» в Бресте, а потом «закрыть лавочку», перестать играть в переговоры с буржуазными правительствами и перейти к методам революционной войны для достижения социализма в Европе с помощью России. (На переговорах Иоффе не постеснялся прямо заявить одному из руководителей немецкой делегации: «Я надеюсь, мы сумеем поднять революцию в вашей стране».)
Накануне прихода к власти большевики даже не обсуждали возможность конструктивного взаимодействия с правительствами буржуазных государств. А через два месяца после Октября российские левые социалисты вынуждены были не только контактировать с одним из самых консервативных режимов Европы, но и не имели сил противиться его требованиям, унизительным и с революционной, и с патриотической точек зрения. Именно поэтому вопрос о возможности мира с Германией в середине января 1918 г. вызвал острейшую полемику и даже раскол как в большевистской партии, так и в Советах.
Ленин полагал, что мирный договор нужно подписать немедленно, дабы не спровоцировать Германию на возобновление военных действий против ставшей фактически недееспособной русской армии. Главное — ценой любых потерь сохранить островок уже существующей пролетарской власти, который можно использовать как будущий плацдарм ее утверждения в других странах. Однако партийное и советское большинство стояло на иных позициях. (Их сторонников стали называть «левыми коммунистами», главным идеологом которых был Н. И. Бухарин).
«Левые коммунисты» были искренне убеждены в том, что, невзирая на состояние армии, с Германией нужно вести «революционную войну», которая должна стать детонатором европейской революции. Ставя идею международной пролетарской солидарности выше возможности сохранения власти пролетариата в России, бухаринцы готовы были согласиться на падение Советской власти в центре и отойти далеко в глубь российской территории, где, по их мнению, немецкая армия «завязнет». Там, как они полагали, повсеместно стихийно вспыхнет народная война рабочих и крестьян, которую они будут вести за каждую фабрику, каждое село. Ленин называл такую позицию «странной и чудовищной».
Не считал возможным подписать мир с «немцами» и Троцкий, который не причислял себя к «левым коммунистам» и не выступал за ведение революционной войны. Объединяла же их позиции твердая уверенность в том, что германский пролетариат вот-вот поддержит русскую революцию, и его нужно немножко «подтолкнуть». Троцкий предлагал «попытаться поставить немецкий рабочий класс и немецкую армию перед испытанием: с одной стороны, рабочая революция, объявляющая войну прекращенной; с другой стороны, гогенцоллернское правительство, приказывающее на эту революцию наступать».
Соотношение трех позиций ярко продемонстрировало совещание партийного руководства 8 января 1918 г., где за предложение Ленина проголосовали 15, Троцкого — 16, а Бухарина — 32 человека. Компромиссное решение достигнуто на заседании ЦК партии 11 января. По настоянию Ленина, было решено «всячески затягивать подписание мира», по предложению Троцкого — «в случае немецкого ультиматума объявить войну прекращенной, но мира не подписывать». При этом Троцкий получил от Ленина устную инструкцию подписать мирный договор в случае угрозы Германии возобновить военные действия.
17 января Троцкий вернулся в Брест-Литовск, где 18 января Германия ужесточила свою позицию. Она предъявила российской делегации карту с обозначенной на ней линией, за которую большевики должны были отвести свои войска. Немцы не скрывали, что она «проведена в соответствии с военными соображениями». России предписывалось отказаться от территории площадью в 150 тыс. кв км, что составляло примерно треть ее европейской части. Троцкий продолжал «тянуть время», однако 27 января страны Четверного союза подписали в Брест-Литовске сепаратный договор с Украинской Центральной Радой, власть которой к тому времени была уже фактически свергнута войсками Красной Армии. Германский блок гарантировал Раде помощь против большевиков, а советской делегации в тот же день был предъявлен ультиматум. Под угрозой возобновления военных действий, от России потребовали, помимо обозначенных 18 января, отказаться еще от ряда северных и прибалтийских территорий. В этих условиях 28 января Троцкий довел до сведения Германии, что Советская Россия договор о мире подписывать не будет, войну прекращает, а армию демобилизует. В ответ советской делегации было заявлено, что в случае неподписания мира, договор о перемирии теряет свою силу и Германия возобновит военные действия. После этого Троцкий отбыл в Петроград, а 29 января Главковерх Н. В. Крыленко сообщил командованию фронтов о прекращении войны, демобилизации и «уводе войск с передовой линии».