委员会调集了部队包围了冬宫，并发出最后通牒。驻扎在涅瓦河上的阿芙乐尔号巡洋舰，向冬宫方向鸣放了一发空炮（注意是空炮，并非实弹炮击冬宫本身，这后来被苏联官方宣传有所夸大），作为进攻的信号。
晚间，起义部队开始向冬宫发起进攻。防守冬宫的力量其实非常薄弱，主要是一些军官学校的学生（士官生）和一个妇女营。经过一阵零星的交火和对峙后，大部分守军要么投降，要么就散去了。起义部队最终冲入了冬宫，逮捕了躲在里面的临时政府部长们。
整个夺取政权的过程，在首都彼得格勒，相对而言确实比较“和平”，流血冲突规模很小，死伤人数也并不多。这主要是因为临时政府当时已经失去了绝大部分军队和民众的支持，几乎是“众叛亲离”，根本无力组织有效的抵抗。所谓的“十月革命一声炮响”，更像是一次组织周密的、以军事政变为核心的权力转移，而非大规模的血腥巷战。（当然，这绝不意味着整个俄国革命是和平的，恰恰相反，真正的血雨腥风还在后面。）
就在冬宫的枪声还在回响的时候，第二次全俄罗斯苏维埃代表大会在斯莫尔尼宫召开了。会场上，当孟什维克和社会革命党右派代表还在指责布尔什维克“非法夺权”、“搞阴谋政变”的时候，托洛茨基轻蔑地回应他们：“你们破产了，你们的角色已经结束了！到历史的垃圾堆里去吧！” 孟什维克等反对派愤然退场。
剩下的代表（主要是布尔什维克和支持他们的左派社会革命党人）立刻通过决议，宣布全部政权归苏维埃！并选举产生了世界上第一个苏维埃政府——人民委员会，列宁当选为人民委员会主席。
新生的苏维埃政权，一刻也没有耽搁，立刻颁布了两项对俄国乃至世界都产生深远影响的法令：
《和平法令》： 郑重宣布，苏维埃政府建议一切交战国政府和人民，立刻开始谈判，缔结不割地、不赔款的公正民主和约！并废除沙皇政府和临时政府签订的一切秘密条约！这道法令，直接回应了俄国人民（特别是士兵）最迫切的渴望——和平！
《土地法令》： 宣布永远废除地主土地私有制，不付任何赎金，将地主、皇室、教会的土地全部没收，交给地方土地委员会和农民苏维埃处理，分配给劳动者