Уже все говорило о том, что эта революция не может закончится одними беспорядками, — нужны перемены. Этой переменой должно было стать свержение царя.

В столице все никак не не утихали беспорядки, это очень озадачивало Николая, тогда он лично решает повлиять на беспорядки, он отправляет командующему Петроградским военным округом телеграмму с требованием «завтра же прекратить в столице беспорядки». В ночь на 26 февраля было арестовано около 100 членов революционных партий. Днем полиция и жандармерия открыли огонь по демонстрантам. Кроме того, царским указом на два месяца была распущена Государственная дума. Однако 26 февраля произошло событие, которое резко изменило ситуацию в столице: 4-я рота Павловского полка открыла огонь по конной полиции. Начался массовый переход солдат на сторону демонстрантов.

Вместе с рабочими 27 февраля солдатские полки захватили арсенал, вокзалы, важнейшие правительственные учреждения, затем двинулись к тюрьмам «освобождать социалистов», а заодно и всех «пострадавших от царского режима». Восставшие овладели Петропавловской крепостью, Зимним дворцом и Адмиралтейством. Правительство разбежалось..  К вечеру 27 февраля опьяненная свободой толпа собралась у Таврического дворца. Здесь уже с утра находились депутаты Думы, представители политических партий. Они создали особый орган — Временный комитет членов Государственной думы во главе с ее председателем М. В. Родзянко для управления столицей и государством.

В это же время в другой части Таврического дворца проходило заседание освобожденных из тюрьмы рабочих активистов, членов социал-демократической фракции Думы, представителей левой интеллигенции, на котором был создан Временный исполнительный комитет Петроградского Совета рабочих депутатов. Комитет обратился с призывом к рабочим и солдатам срочно выбирать своих делегатов в Совет. Вскоре в Таврический дворец прибыло примерно 250 человек. Председателем исполкома Петроградского Совета был избран лидер социал-демократической фракции Думы меньшевик Н. С. Чхеидзе, его заместителями — эсер А. Ф. Керенский и меньшевик М. И. Скобелев. Большинство в исполкоме и в самом Совете принадлежало меньшевикам и эсерам.

1 марта 1917 г. между лидерами двух новых органов было достигнуто соглашение об образовании Временного правительства из представителей «Прогрессивного блока». Его возглавил известный земский деятель князь Г. Е. Львов. Пост министра иностранных дел получил П. Н. Милюков. А. И. Гучков стал военным и морским министром. Единственный представитель социалистов А. Ф. Керенский занял кресло министра юстиции.

В состав Петроградского Совета входили и солдатские комитеты, поэтому он имел реальную военную силу и мог сразу же провозгласить себя единственной общенациональной властью. Однако эсеро-меньшевистские лидеры Совета считали, что начавшаяся в России революция призвана завершить буржуазно-демократические преобразования в стране, поэтому возглавлять этот процесс должна либеральная буржуазия. Задача же Советов заключается в контроле за деятельностью Временного правительства и оказании на него давления в случае отклонения от демократического курса. Кроме того, они прекрасно осознавали, что либеральные деятели, в отличие от социалистов, имеют некоторый опыт государственного управления. Более того, они считали, что только союз всех политических сил, стоящих на позициях демократии, сможет предотвратить гражданскую войну и восстановить монархию в России. Так в стране сложилась система двоевластия.

В ночь с 1 на 2 марта председатель Временного комитета Государственной думы М.В. Родзянко передал главнокомандующему Северного фронта генералу Н.В. Рузскому телеграфное сообщение с просьбой убедить Николая II отречься от престола в пользу 13-летнего сына Алексея при регентстве брата царя — великого князя Михаила Александровича. Всем главнокомандующим фронтами и флотилиями была послана телеграмма с просьбой высказать свое мнение по поводу отречения Николая. При этом текст телеграммы был составлен таким образом, что фактически содержал подсказку о том, как надо отвечать на нее. Вскоре стали поступать ответы. Высшие военачальники практически единогласно «умоляли» императора «во имя спасения родины и династии» согласиться с предложением председателя Государственной думы.

2 марта Николай II подписал акт об отречении от престола, но в пользу не своего сына, а младшего брата Михаила.

Но и Михаил под давлением почти всех политических лидеров (на сохранении монархии настаивал только П. Н. Милюков) отказался от престола, заявив, что судьбу монархии должно решить Учредительное собрание.