Некоторые полицейские патрули оставляли свои посты, отказываясь стрелять в народ, и пополняли ряды восставших. Заседавшие в Таврическом дворце члены Исполнительного комитета Петроградского совета приняли решение: «Немедленно призвать рабочих на борьбу с буржуазией». 28 февраля (ст. ст.) по призыву Революционного комитета в Петрограде остановились фабрики и заводы, прекратилось движение городского транспорта. Вооружённые отряды рабочих открыли двери тюрем и выпустили на свободу политзаключённых. Во многих районах города продолжались начавшиеся три дня назад вооружённые столкновения рабочих отрядов с армейскими частями и полицейской службой. Улицы огласились стонами раненых. Число погибших людей непрерывно росло. Их не успевали убирать с улиц и площадей. Призывы генерал-губернатора Хабалова действовать решительно по отношению к восставшему народу не были услышаны, и он вынужден был заявить: «Мы имеем дело с революцией как со свершившимся фактом».
Председатель Государственной думы Михаил Владимирович Родзянко написал одному из министров: «Настала одна из страшнейших революций, побороть которую будет не так легко. Ненависть к династии Романовых дошла до крайних пределов и достигла таких размеров, что я вынужден был сегодня ночью назначить Временное правительство». Солдаты некоторых воинских частей оставили казармы и присоединились к бастующим рабочим.
Родзянко был хорошо осведомлён о положении дел в стране и старался не допустить революционных выступлений. Но это оказалось не в его силах. Революционных отрядов на улицах столицы появлялось всё больше. Они стали занимать государственные учреждения и полицейские участки. За развитием событий следил пролетарский писатель Алексей Максимович Горький. Его квартира в Петрограде превратилась в информационный центр, в который поступали сведения из разных районов города. Горький поддерживал телефонную связь с народным певцом Фёдором Ивановичем Шаляпиным. Он первый сообщил Горькому о присоединении Павловского полка к восставшим. На квартиру Горького поступала нелегальная печатная продукция, которая распространялась среди рабочих.
Восставший народ был разобщён на отдельные группы, не было единого руководства, каждый отряд действовал по своему усмотрению. Но тем не менее Февральская революция привела к смене режима правления в стране. Позже министр юстиции, член Временного правительства Александр Фёдорович Керенский пытался приписать себе лавры победы. Он заявил: «Февральская революция победила потому, что в Петрограде был я и не было Ленина». Ленин в тот период был в эмиграции за границей.
Февральская революция в Петрограде продолжалась три дня, в то время как в Москве революционные выступления рабочих и солдат продолжались около недели, и жертв было больше, чем в Петрограде. Совет солдатских депутатов объединился с Советом рабочих депутатов. Митинги в городе быстро переросли в забастовочное движение, которое приняло массовый характер. Исполком Московского городского совета призвал горожан выразить свой протест против войны и активно поддержать революционное движение. В Москве, как и ранее в Петрограде, люди вышли на улицы с красными флагами и окружили здание Городской думы, прервав совещание гласных. На следующий день число бастующих увеличилось, во многих местах города начались вооружённые столкновения рабочих с полицией и армейскими частями. 1 марта революционные отряды заняли ряд государственных учреждений. Восставших рабочих поддержали полки Московского гарнизона. По примеру Петрограда солдаты открыли тюрьмы и выпустили политзаключённых. Арестовали представителей местных органов власти. Был избран Совет рабочих депутатов, который 1 марта уже заседал в Городской думе и вынес ряд постановлений. Вооружённые столкновения прекратились только через восемь дней. Закончились они митингом у здания Московского комитета РСДРП в Леонтьевском переулке (История Москвы, 1997).
После победы Февральской революции в Москве с 21 марта 1917 года был введен 8-часовой рабочий день, а через три дня были упразднены Городская управа и должность генерал-губернатора.
Взрыв народных волнений в Москве и Петрограде эхом отозвался во многих регионах России, в которых тоже начались манифестации и забастовки. «Провинция перестала подчиняться указам правительства, таяла армия», – писал литератор и публицист Константин Георгиевич Паустовский.