Волнения в войсках и на флоте начинаются задолго до 1917 г. Так, 19 октября 1915 г. взбунтовался стоявший на гельсингфорсском рейде линкор «Гангут», 2 мая 1916 г. отмечен первый случай отказа казаков разгонять толпу. В октябре 1916 г. происходят бунты солдат на распределительных пунктах в Гомеле и Кременчуге, 17 октября солдаты 181-го полка присоединяются к толпе рабочих Выборгского района Петрограда, 29 октября 1916 г. вызванные для разгона забастовки солдаты вместо рабочих открывают огонь по полиции.
Важным фактором победы революции стала агитационная работа, особенно среди солдат, которая во многом и обеспечила переход армии на сторону восставших. В роли агитаторов выступали в разных условиях разные люди. Это были профессиональные революционеры, простые рабочие и работницы, солдаты. Благодаря их усилиям ряды восставших ширились, вбирая в себя все новых участников.
26 февраля 1917 г. взбунтовалась 4-я рота запасного батальона лейб-гвардии Павловского полка, участвовавшего в разгонах демонстраций. Произошла перестрелка солдат Павловского полка с полицией и с собственными офицерами. Бунт был подавлен силами Преображенского полка.
27 февраля взбунтовалась также участвовавшая в разгонах учебная команда запасного батальона лейб-гвардии Волынского полка. Бунт распространяется на весь полк, восставшие солдаты по образцу бастующих рабочих начинают «снимать» соседние части, вынуждая их также присоединиться к восстанию: Преображенский полк, Литовский полк, саперный батальон и др. Толпа революционных солдат Волынского, Преображенского и Литовского полков продвигается по Кирочной улице, разгромив казармы жандармского дивизиона и школу прапорщиков инженерных войск.
Возникают перестрелки в расположении Московского полка. К полудню восставшие подавляют сопротивление 4-й роты этого полка, пытавшейся блокировать пулеметами Литейный мост. Революционная толпа громит полицейские участки, берет штурмом тюрьму «Кресты» и освобождает арестованных. Подожжено здание Окружного суда на Литейном проспекте. Прибывшие на тушение пожарные заблокированы толпой.
В течение нескольких дней мятеж распространяется практически на весь Петроградский гарнизон.
С 27 февраля восстание начинает перекидываться на пригороды Петрограда. 27 февраля восстал 1-й пулемётный запасной полк в Ораниенбауме, который после убийства 12 своих офицеров выдвинулся в Петроград через Петергоф и Стрельну, присоединив к себе по дороге ряд частей. 28 февраля начинается восстание части Царскосельского гарнизона.
Также 1 марта взбунтовалась Кронштадтская военно-морская база, 3 марта военно-морская база в Гельсингфорсе, начинается массовое истребление морских офицеров. Были убиты восставшими моряками командующий Балтийским флотом адмирал А.И. Непенин, военный губернатор Кронштадта адмирал Р.Н. Вирен и начальник его штаба адмирал А.Г. Бутаков.
Царское правительство, конечно, осознавало приближение революции, в январе 1917 г. начав подготовку к ее подавлению. Слабость этих планов заключалась в том, что они не предусматривали восстания запасных батальонов в Петрограде. Вместе с тем предполагалось опереться не на всех мобилизованных солдат, а в первую очередь на учебные команды. Однако и эти расчеты оказались неверными – учебные команды первыми присоединились к революции.
Единственной лояльной царю силой оказались полицейские, которых в Петрограде насчитывалось всего около 3,5 тыс. Надежды на лояльность гвардейских частей также оказались сильно преувеличены; все гвардейские части, во время революции находившиеся в Петрограде, присоединились к восстанию, включая одну сотню Собственного Его Императорского Величества конвоя. К тому же к 1917 г. уже до 70 % довоенного состава гвардии успели погибнуть на фронте и были (иногда и не один раз) заменены мобилизованными.
26 февраля 1917 г. царское правительство собирается на заседание, на котором обсуждает сложившуюся в столице ситуацию и постановляет ввести в Петрограде осадное положение. Однако властям не удалось даже расклеить в городе уведомления об осадном положении, так как они немедленно срывались революционерами.
Попытка подавить восстание 27 февраля силами отряда полковника А.П. Кутепова в составе до 1 тыс. чел. при 15 пулеметах проваливается. Остатки лояльных царю сил численностью до 2 тыс. чел. группируются в Адмиралтействе, откуда впоследствии вынуждены отступить под угрозой обстрела артиллерией Петропавловской крепости. Начинается массовое избиение полицейских. Армейские офицеры частью присоединяются к революции, частью разбегаются.