Вечером 24 октября (6 ноября) ВРК направил в Гельсингфорс председателю Центробалта П.Е. Дыбенко с требованием немедленно выслать в Петроград боевые суда и вооруженные отряды матросов. Это явилось сигналом к выступлению кораблей и частей флота, а также войск, расположенных в Финляндии. Центробалт поднял весь флот и войска, находившиеся в Финляндии, на вооруженное восстание. Были взяты под контроль все железнодорожные линии, связывающие Финляндию с Петроградом. Высланный Центробалтом сводный отряд моряков занял все важнейшие стратегические пункты от Гельсингфорса до станции Белоостров. По железной дороге из Гельсингфорса в Петроград были направлены три эшелона вооруженных матросов. Однако контрреволюционеры из железнодорожных служащих всячески задерживали движение. Моряки прибыли в Петроград с большим опозданием и не участвовали в штурме Зимнего дворца. В решающий день основной силой восстания были моряки Кронштадта и Петрограда.
Вечером 25 октября (7 ноября) из Гельсингфорса по предписанию Центробалта в Петроград прибыли эскадренные миноносцы «Самсон», «Забияка», «Деятельный», «Меткий» и сторожевой корабль «Ястреб». Красногвардейцы и матросы Балтийского флота шли в авангарде боевых сил, штурмовавших Зимний дворец. Наступление на Зимний дворец началось вечером 25 октября (7 ноября). Чтобы избежать кровопролития, ВРК дважды предлагал Временному правительству прекратить сопротивление. Но Временное правительство ждало прибытия с фронта «верных» ему полков и потому предложения ВРК отклоняло. Тогда ВРК отдал приказ о взятии Зимнего дворца. В 21 час 40 минут раздался исторический выстрел с крейсера «Аврора». Почти одновременно был открыт артиллерийский огонь из орудий Петропавловской крепости, полевых орудий, установленных под аркой Главного штаба, и ружейно-пулеметный огонь атакующих. Начался штурм Зимнего дворца. В 1 час 50 минут 26 октября (8 ноября) Зимний дворец был взят. В 2 часа 10 минут последнее Временное правительство России было арестовано и под конвоем матросов препровождено в Петропавловскую крепость.
День 25 октября (7 ноября) стал днем победы октябрьского переворота. В 10 часов утра ВРК принял написанное В.И. Лениным обращение «К гражданам России», в котором сообщалось о свержении Временного правительства. Это обращение было передано радиостанцией крейсера «Аврора», а вскоре – радиостанциями Кронштадта и кораблей Балтийского флота.
Взвешивая обстоятельства октябрьского переворота, нельзя не признать, что решающая роль в нем принадлежала флоту
. 25 октября к утру на Неве в Петрограде находились революционные корабли: миноносцы «Прозорливый», «Прочный», «Рьяный», минные заградители «Амур» и «Хопер». С них был спущен десант военных моряков – от Николаевского к Дворцовому мосту. Всего к этому моменту на Неве было 25 военных кораблей, расчехленные орудия и пулеметы которых были направлены на Зимний. В их числе были миноносцы «Самсон», «Забияка» и «Деятельный», подводные лодки «Ерш» и «Форель». Не кончись так успешно восстание, скорее всего, и «Аврора», и миноносцы не задумались бы бомбардировать Петроград, который не мог оказать им никакого сопротивления. Так или иначе, но большевики, имея в своем распоряжении флот, обеспечивали себе хотя бы временный захват столицы.26 октября (8 ноября) на заседании II Всероссийского съезда Советов были приняты первые важнейшие документы советской власти – Декреты о мире и о земле. II Всероссийский съезд Советов законодательно оформил победу октябрьского вооруженного восстания в Петрограде. Съезд сформировал первое советское правительство – Совет народных комиссаров (СНК) во главе с В.И. Лениным. В составе СНК был образован Комитет по военным и морским делам, куда вошли В.А. Антонов-Овсеенко, П.Е. Дыбенко и Н.В. Крыленко. Вскоре П.Е. Дыбенко был назначен народным комиссаром по морским делам.
26 октября (8 ноября) 1917 года делегаты флотов и флотилий, прибывшие на II Всероссийский съезд Советов, провели совещание, на котором было принято решение распустить Центрофлот и создать вместо него Военно-морской революционный комитет (ВМРК), непосредственно подчиненный Петроградскому ВРК. Руководящее ядро Военно-морского революционного комитета составили 10 делегатов съезда: 6 балтийцев, 2 черноморца, 1 каспиец, 1 от Сибирской флотилии. Председателем комитета был избран большевик-балтиец И.И. Вахрамеев.