第二次巴尔干战争后，俄国在外交上遭到失败，为此一直耿耿于怀。1914年在奥匈帝国发出最后通牒后，俄国冒险支持塞尔维亚，从而把德国和法国、英国拖入战争。实际上，俄国非常清楚，如果没有英国和法国的支持，俄国不具有与德国抗衡的实力。仅在战争的第一年，俄军伤亡人数便达到200万。可以说，俄国是在没有准备好的情况下加入第一次世界大战的，这就是俄国在与德国交战中屡战屡败的一个最重要原因。
1916年6月4日，俄国发动了对奥匈军队的东部战役。俄国兵力共计51万人，包括40个步兵师、10个骑兵师和1770门大炮。在俄国军队出其不意的袭击下，奥匈第四集团军和第七集团军的防御彻底崩溃。6月底，俄军俘获了20万俘虏，前进部队已经望见喀尔巴阡山的山口。德国迅速抽调15个师支援奥地利，与此同时，俄国总司令部也开始增援前线军队。但俄国的马车无法与德国人的铁路争速度，到7月中旬，奥德联军已把战线稳定下来。战斗持续到9月的第二周才结束，奥军和德军的死伤和被俘人数共计50万人，而俄国付出了100万人的惊人代价。
战争促使俄国经济进一步恶化，国家债务从1913年的88亿卢布增加到1917年的500亿卢布。随着战争的发展，人们的不满情绪日趋激烈，300多年历史的罗曼诺夫王朝已危在旦夕。然而,沙皇仍然无动于衷。最后,连杜马中最保守的党派也认为必须除掉沙皇。
1917年3月初，彼得格勒爆发了罢工和粮食骚动，政府慌忙派军警镇压，但抗议和示威的游行队伍此起彼伏，仅3月8日一天，参加示威的人数就超过了12万。越来越多的士兵站在示威者一边，沙皇尼古拉二世彻底失去了支持，专制统治等不到被推翻便突然垮台了。3月14日，杜马委员会任命临时政府，要求沙皇让位。3月15日，正在前线的沙皇尼古拉二世被迫宣布退位。
沙皇退位后，俄国出现了两个政权并存的复杂情况，一个是资产阶级临时政府，另一个是工兵代表苏维埃。在这种情况下，临时政府发现违反了立宪政体的初衷，俄国成为共和国家，它的权威不得不依靠革命力量来维持。各地出现的苏维埃并没有声称拥有政府的权力，但它们合在一起构成革命的真正力量，临时政府没有苏维埃的支持，就无法采取任何积极行动，而苏维埃是根据工人群众态度的变化而变化的。
临时政府依然站在协约国一边继续作战，苏维埃起初与新政权保持合作的姿态。4月20日，列宁的《四月提纲》在《真理报》上发表，该提纲明确指出，布尔什维克的任务是“使政权转到无产阶级和贫苦农民手中”。布尔什维克还反复向工农群众说明，临时政府不能给人民带来和平、土地和面包，只有苏维埃管理国家才可以做到，号召把国家政权全部转归苏维埃。需要提出的是，第二国际因第一次世界大战的爆发而分化瓦解，以列宁为首的布尔什维克党人，在战争爆发之前，坚定地执行第二国际的反对战争和维护和平的正确主张，在战争爆发之后，在反对战争的同时，开始努力实践“变现今帝国主义战争为国内战争”“使本国政府在帝国主义战争中失败”的口号，而此时德国态度上的变化为布尔什维克党人的革命目标提供了有利条件。正是由于布尔什维克人的宣传和教育的结果，俄国士兵纷纷退出战争并自动与德军停战。
德国为了将更多的军队集中在西线战场，希望能够谋求与俄国的单独媾和。为达到这一目的，德军除了坚守防线外，还停止了东线的一切军事行动，德国特务甚至伪装成士兵与布尔什维克影响下的俄国土兵在前线交起朋友来。由于西线的失利，此时已经处于防守状态的德国更是迫不及待地想让俄国退出战争。为此，德国政府想到了一直主张和平和反对战争的布尔什维克，而列宁等布尔什维克党人正好可以利用这一机会。于是，借用鲁登道夫提供的方便条件，列宁和一批革命家经德国从瑞士到波罗的海的口岸城市扎斯尼茨，从那里赴瑞典的马尔默，再从瑞典回到那时仍是俄国一个省的芬兰。
与此同时，临时政府迫于压力只好重新组阁。5月18日，第一届联合政府成立。在新政府中，克伦斯基担任陆军部长，孟什维克的领袖也分别担任了邮电部长和劳动部长。可是，新的联合政府也没有退出战争的意愿，协约国也极力把新政府往战场上推，甚至威吓新政权说，如果不打仗，俄国政府就得不到支援。但是，此时的俄国已经打得筋疲力尽，失去了继续打下去的兵源和物资保证。克伦斯基亲自访问前线，希望以他天才演说家的口才来激励士气。但是，再雄辩的继续同德国人开战的理由，也远远比不上布尔什维克的口号“和平、土地、面包”来得动听。
在协约国的鼓动下，克伦斯基决定孤注一掷，他命令新任总司令科尔尼洛夫发动7月攻势。为此，俄军从精锐的高加索团、芬兰团和西伯利亚团中调集了20万部队，并将最精锐的哥萨克骑兵旅作为先头部队，向伦贝格发起进攻。
7月1日，俄军开始进攻。一开始，俄军没有遭到德军的抵抗，俘获德军近3万人。但奥德军队在第二周迅速调整过来，守住了伦贝格。在增援部队赶到后，德奥军队发起反攻，俄军在对方炮火的猛烈轰击下全线溃退。
7月攻势彻底失败后，俄国前线的纪律荡然无存，军队开小差现象加剧，高级将领们又不愿意为共和国而战，军队几乎到了自动解散的境地。新政府没有解决土地与和平问题，加上粮食供给严重不足，立宪会议又遥遥无期，立宪民主党对私有财产的维护使农民发起了自发的分地运动,农民起义已席卷俄国。首都市民的面包供应量从每天1.5磅降到1/4磅。8月6日，第二届联合政府成立，克伦斯基取代辞职的李沃夫担任新政府的总理。然而,科尔尼洛夫对新政府已经变得不耐烦了，担心苏维埃控制政府，决心进攻彼得格勒,将克伦斯基赶下台,恢复军纪,建立军事独裁政权。客观地说，科尔尼洛夫叛乱并非一定要恢复沙皇统治，其目的是要平息在彼得格勒占优势的反战声势，使俄国在独裁统治政权的领导下重返战争。但是，如果他占领彼得格勒，内战就要爆发，克伦斯基及其中间道路将被清除。所以，克伦斯基不得不依靠布尔什维克的鼓动力量。
军队是联合政府的最后堡垒，科尔尼洛夫被打败后，克伦斯基政府的根基就动摇了。9月19日，布尔什维克在苏维埃中开始占据多数，列宁恢复了“全部政权归苏维埃”的口号,与克伦斯基政府关系紧张。10月20日，列宁回到彼得格勒，23日通过武装起义的决定，成立了以列宁为首的政治局。25日成立彼得格勒苏维埃军事革命委员会，彼得格勒卫戍部队和波罗的海舰队水兵把舰队开进了市区涅瓦河。1917年11月6日深夜两点，起义开始。11月7日(俄历10月25日)凌晨，“阿芙乐尔”号巡洋舰上的灯光照亮了天空，两万名赤卫队员和士兵包围冬宫，冬宫被占领，临时政府部长被逮捕。11月7日晚，第二次全俄苏维埃代表大会在斯莫尔尼宫召开，宣布政权已转归苏维埃。次日，召开全俄苏维埃第二次代表大会，布尔什维克占据了绝对多数，孟什维克和社会革命党人退出大会，于是，清一色的布尔什维克成立了工农苏维埃政府-_一人民委员会。接着，在莫斯科和全国各地都建立了苏维埃政权，社会主义革命很快在俄国取得了胜利。
第二次全俄苏维埃代表大会通过了由列宁起草的《和平法令》苏维埃政府颁布《和平法令》后,多次向协约国发出和平呼吁,要求各国停战，派代表参加和谈。但胜利在握的协约国提出的谈判条件又是德国所不能接受的。因此，协约国对苏维埃政府的和谈呼吁置之不理。当时俄国的国内外形势十分严峻，只有尽快退出战争、争取和平，才能稳定国内局势，巩固新生的苏维埃政权。为此，1917年12月3日，在德国占领下的俄国铁路线终点布列斯特-里托夫斯克（今布列斯特)，以越飞为首的苏维埃代表团和以霍夫曼将军为首的德国军人代表团举行停战谈判。会谈开始后，苏维埃代表团建议以《和平法令》为基础，德方声明只对有关停战的军事方面的问题感兴趣。
12月4日，苏维埃代表团提出了自己的停战条件：德国暂时停止各条战线的军事行动，德军撤出莫昂宗德群岛和里加，不得向西线调动军队等等。霍夫曼对这些条件大为恼火，认为作为战败国的俄国无权提出只有战胜国才会提出的条件，主张维持当时战场的局面，从而继续保持对俄国的军事主动和优势不变。由于分歧较大，双方在这次会议上只签订了一项为期10天（12月7~17日）的临时停战协定。12月15日，双方恢复谈判，苏维埃代表提出了六点声明：1.双方放弃战争期间侵占的领土，并从那里撤出占领军；2.完全恢复各国人民在战争过程中所丧失的政治独立；3.保证战前未获政治独立的民族享有自决权；4.用立法形式规定各少数民族的文化独立和行政自治；5.放弃向别国追偿赔款和战费；6.根据第1、2、3、4各点原则，给予殖民地以自主权和政治独立。
12月25日，德国外交大臣屈尔曼在发言中说，同盟国代表团基本同意俄国的和平谈判基础，但同时指出，只有一切参战大国都毫无例外地遵守这些条款，俄国代表团的建议才可能实现。很明显，协约国不可能接受这样的条件，德国同意签订不割地、不赔款的和约也就变为一句空话。
1918年1月9日，双方复会后，德国代表霍夫曼声称，和会争取其他参战国参加和谈的计划没有得到任何一个国家的响应，因此，会议没有必要再提不割地、不赔款的问题，只要讨论苏俄与四个同盟国之间的单独媾和。1月18日，德国代表提出“霍夫曼线”的领土要求：德国和奥匈帝国要占领波兰、立陶宛、白俄罗斯和乌克兰部分地区、爱沙尼亚和拉脱维亚的部分地区，以及莫昂宗德群岛、里加湾和波罗的海沿岸各港口。德国提出上述要求后，随即宣布休会。2月9日，德国代表向苏维埃代表提出接受德国条件的最后通牒，要求苏维埃政府在24小时内答复。
在列宁的坚决要求下，苏维埃中央委员会通过了决议，决定尽量拖延和平谈判时间,讨价还价,但不能使谈判决裂,一旦对方提出最后通牒,就不惜一切代价地签订和约。但是，此时的苏维埃俄国谈判代表团团长托洛茨基拒不执行中央委员会的决议,拒不接受德国提出的波兰和其他西部领土的要求。托洛茨基认为，德国革命迫在眉睫，决定采取“不战不和”的策略。他的“不战不和”的声明激怒了德国，于是，德军进一步深人俄国领土。2月19日，在德国人进军后不到24小时，苏维埃政府照会德国政府，接受德国政府提出的全部条件。可是，德国军队又前进了两周，一直到普莱普斯湖和纳尔瓦，直接威胁到彼得格勒的安全。
2月23日，德国复电苏维埃政府，提出了更加苛刻的媾和条件:除了原来的要求之外，苏俄还要让出被德国占领的里夫兰和爱斯特兰，允许乌克兰独立，将安塔利亚地区归还土耳其等。德国限定苏维埃政府必须在48小时内答复,并在3天之内派全权代表到布列斯特一里托夫斯克签署和约，而且和约必须在两周内得到批准。2月24日夜，在列宁的建议下，全俄中央执行委员会通过了接受德国的最后通牒与缔结和约的决议。托洛茨基被解除了外交人民委员的职务，副外交人民委员契切林代理外交人民委员职务，被授权代表苏俄与德国签订和约。
1918年3月3日下午5时50分，《布列斯特和约》签署生效。3月5日，第四次全苏维埃非常代表大会批准了这个和约。根据和约，波罗的海沿岸地区及白俄罗斯的一部分、立陶宛、波兰、库尔兰、里夫兰和爱斯特兰，划归德国。高加索的加尔斯、阿尔达罕和巴统划归土耳其。俄国承认乌克兰和芬兰独立。俄国损失了近100万平方公里的领土和5000万人口。此外，和约还规定，俄国军队必须复员，海军舰队应驶向俄国港口内停泊或立即解除武装。
《布列斯特和约》是现代历史上最苛刻和屈辱的条约之一。但和约使苏维埃俄国摆脱了战争，为巩固政权、恢复和发展国民经济赢得了时间。1918年11月13日，德国宣布投降后，苏维埃政府宣布《布列斯特和约》作废。
