Ленин обвинял своих коллег по руководству в непростительной медлительности. Чтобы убедить их в необходимости начала восстания, он сильно преувеличивал незначительные антиправительственные выступления, которые в это время происходили в Германии, Австрии, Италии.
В это время Троцкий энергично поддерживал Ленина. 2 сентября Троцкий был освобожден из тюрьмы под залог в три тысячи рублей, а уже через два дня он принял участие в заседании ЦК, на котором его избрали в состав редакции «Правды». 9 сентября Троцкий произнес в Петроградском Совете речь с требованием реабилитации себя, Ленина, Зиновьева и других большевиков. На этом же заседании он внес резолюцию недоверия к президиуму Совета, и она была одобрена. Несколько ярких выступлений на заседаниях Петроградского Совета и Демократического совещания, созванного Керенским 14 сентября, укрепили популярность Троцкого. 25 сентября он был избран председателем Петроградского Совета. Таким образом, как и в 1905 году Троцкий возглавил столичный Совет. Ленин приветствовал это решение Совета.
В связи с выдвижением кандидатуры Троцкого в депутаты Учредительного собрания Ленин писал: «Само собою понятно, что из числа межрайонцев, совсем мало испытанных на пролетарской работе в направлении нашей партии, никто не оспорил бы такой, например, кандидатуры, как Троцкого, ибо, во-первых, Троцкий сразу по приезде занял позицию интернационалиста; во-вторых, боролся среди межрайонцев за слияние; в-третьих, в тяжелые июльские дни оказался на высоте задачи и преданным сторонником партии революционного пролетариата. Ясно, что нельзя этого сказать про множество внесенных в список вчерашних членов партии».
Не исключено, что, видя солидарность Троцкого с курсом на вооруженное восстание, Ленин искал в нем союзника по мере усиления оппозиции его курсу на вооруженное восстание со стороны ряда членов ЦК, включая наиболее близких к нему людей со времен эмиграции – Зиновьева и Каменева. Выступая на заседании ЦК 10 октября, созванного в условиях подполья, Ленин осудил «равнодушие к вопросу о восстании» со стороны руководства партии и высказал мнение, что «по-видимому время значительно упущено». Ленин уверял, что «большинство теперь за нами», что «политическое дело совершенно созрело для перехода власти», и утверждал, что «надо говорить о технической стороне восстания».
Против Ленина выступили Зиновьев и Каменев. Они изложили свои сомнения в правильности ленинского курса в письме, которое направили в адрес Петроградского, Московского и других комитетов партии. Высмеивая аргументы Ленина они писали: «Говорят: 1) за нас уже большинство народа России и 2) за нас большинство международного пролетариата. Увы! – ни то, ни другое неверно, и в этом все дело». Зиновьев и Каменев предлагали отказаться от восстания и ждать итогов выборов в Учредительное собрание.
Однако это письмо было направлено уже после того, как ЦК большинством в 10 голосов против 2 (Зиновьев и Каменев) приняли ленинскую резолюцию: «Признавая таким образом, что вооруженное восстание неизбежно и вполне назрело, ЦК предлагает всем организациям партии руководиться этим и с этой точки зрения обсуждать и решать все практические вопросы». На этом же заседании 10 октября было принято решение создать Политическое бюро в составе: В.И.Ленин, А.С. Бубнов, Г.Е. Зиновьев, Л.Б. Каменев, Г.Я. Сокольников, И.В. Сталин, Л.Д. Троцкий.
Подготовку восстания было решено прикрывать заявлениями о необходимости оборонительных мероприятий для отражения возможного нового выступления правых контрреволюционеров. Под этим предлогом 12 октября Троцкий на заседании исполкома Петроградского Совета внес предложение о создании Военно-революционного комитета (ВРК). Это предложение было одобрено пленумом Совета 16 октября. Поскольку комитет создавался как орган Петроградской революционной власти для отпора контрреволюции, а не орган большевистского восстания, то в его состав, помимо большевиков, вошли представители и других партий. Членами бюро ВРК стали трое большевиков (Подвойский, Антонов-Овсеенко, Садовский) и два эсера (Лазимир и Сухарьков). Председателем ВРК был избран Павел Лазимир.
Для того чтобы обеспечить надежный контроль большевиков за деятельностью ВРК, 16 октября на расширенном заседании ЦК РСДРП(б) был избран военно-революционный центр, в состав которого вошел ряд членов недавно созданного Политбюро и ряд других членов ЦК: А.С. Бубнов, Ф.Э. Дзержинский, Я.М. Свердлов, И.В. Сталин, М.С. Урицкий). Этот центр вошел в состав ВРК. Кроме того, в состав ВРК вошли Троцкий и еще несколько десятков большевиков.
Партийные организации столицы развернули военное обучение своих членов, которые вступали в создававшуюся под эгидой ВРК Красную гвардию. Каждый отряд обеспечивался командными кадрами, стрельбищами, учебными винтовками, гранатами. Одновременно ВРК имел прочную опору среди 150 тысяч солдат петроградского гарнизона. По приказу ВРК готовы были выступить и десятки тысяч моряков Балтийского флота. Еще в сентябре выборный орган моряков Центробалт, во главе которого стоял матрос-большевик П.Е. Дыбенко, заявил, что «распоряжений Временного правительства не исполняет и власти его не признает».
На заседании ЦК 16 октября Ленин вновь выступил с речью, в которой обосновывал необходимость революционного восстания. Однако некоторые участники совещания (Г.И. Бокий, М.М. Володарский, В.П. Милютин) говорили в своих выступлениях о равнодушии масс к большевистским лозунгам, а Л.Б. Каменев и Г.Е. Зиновьев вновь возражали против восстания. Большинством голосов – 19 против 2 (Каменев и Зиновьев) и 4 воздержавшихся – была принята резолюция о «всесторонней и усиленной подготовке вооруженного восстания».
В тот же день, 16 октября, полки столичного гарнизона заявили, что они не выполнят приказа Керенского и не покинут Петроград. В тот же день по приказу Троцкого пять тысяч ружей было роздано отрядам Красной гвардии. Через два дня, 18 октября, Троцкому был задан вопрос в Совете о слухах по поводу подготовки большевиками восстания и раздаче оружия красногвардейцам. Ответ Троцкого гласил: «Решения Петроградского Совета опубликованы… У революционного парламента… не может быть решений, которые неизвестны рабочим. Мы ничего не скрываем. Я объявляю от имени Совета, что мы не принимали никаких решений о вооруженном восстании». Чисто формально Троцкий был прав: действительно, Петроградский Совет таких решений не принимал.
Это заявление Троцкого поспешил поддержать в своем выступлении Каменев, который в принципе осудил курс на восстание. В этот же день Каменев и Зиновьев опубликовали письмо, в котором критиковали политику ЦК и практически подтвердили распространившиеся слухи о готовности партии начать восстание. В своих письмах к членам РСДРП(б) Ленин сурово осуждал действия Каменева и Зиновьева, называя их «штрейкбрехерами», квалифицировал их письмо как «тяжелую измену» и потребовал их исключения из партии.
В тот же день Троцкий, обеспокоенный тем, что после выступления Каменева Ленин решит, что у них с Троцким общая позиция по вопросу восстания, поспешил к Ленину для объяснений мотивов своей речи. Но Ленин не только не осудил Троцкого, но в письме в ЦК РСДРП(б) полностью оправдал его выступление и обрушился с критикой на Каменева. «Увертка Каменева на заседании Петроградского Совета есть нечто прямо низкое; он, видите ли, вполне согласен с Троцким. Но неужели трудно понять, что Троцкий не мог, не имел права, не должен перед врагами говорить больше, чем он сказал».
21 октября полковые комитеты Петроградского гарнизона приняли резолюцию, подготовленную Троцким. В ней выражалось недоверие Временному правительству и обещание «передать в распоряжение Всероссийского съезда все свои силы до последнего человека… Мы– на наших постах, готовые победить или умереть».
Временное правительство пыталось взять ситуацию под контроль, добиваясь подчинения петроградского гарнизона и разоружения рабочих отрядов Красной гвардии. Верховный главнокомандующий Духонин направил телеграмму в Петроградский Совет, в котором требовал «немедленного прекращения большевиками насильственных действий, отказа от вооруженного захвата власти, безусловного подчинения действующему в полном согласии с полномочными органами демократии Временному правительству».