Прелюдией трагических событий многие современники, а также историки считают события на Путиловском заводе в Петрограде. 18 февраля доведенные до отчаяния продолжающейся войной и голодом не вышли на работу рабочие его лафетно-штамповочной мастерской. Бастующих поддержали и другие рабочие завода. В ответ 22 февраля администрация завода объявила локаут. За воротами предприятия в одночасье оказалось 36 тыс. рабочих. Хозяева завода были поддержаны правительством. Конфликт перешагнул границы одного завода. На следующий день, 23 февраля, путиловцев поддержали рабочие многих других предприятий Петрограда. Современный историк В. П. Булдаков сравнивает распространение рабочих выступлений с «эффектом домино» и подчеркивает, что начавшиеся в рабочей среде процессы носили глубинный, в чем-то даже архаичный характер, по механизму развития напоминая крестьянские восстания доиндустриальной эпохи. В этот же день свои мероприятия, связанные с Международным женским днем, проводила оппозиция. Кроме того, в различных частях города начались стихийные погромы продовольственных лавок стоявшими в очередях женщинами. Разнообразные акции протеста слились в единый поток. Именно 23 февраля становится первым днем революции.
Поначалу никто не мог с уверенностью сказать, что началась именно революция. В сохранившихся личных дневниках петроградцев первые дни революции отмечены как время широких выступлений рабочего люда, но не как революции. Однако упорство рабочих, с которым они стремились в центр города, его «благородную», респектабельную часть, где располагались правительственные учреждения, массовость рабочего протеста вскоре привели к психологическому перелому. К 25–26 февраля уже никто не сомневался, что начавшиеся события переросли в настоящую революцию, хотя и тогда никто не мог оценить ее действительного масштаба. Начиная с этого времени власти и различные течения внутри оппозиции вступают уже в серьезную борьбу между собой, понимая, что время, когда можно было ограничиться компромиссом, уже упущено.
Власти, следуя стереотипу своих взаимоотношений с обществом, поначалу попытались ликвидировать беспорядки силой. 25 февраля 1917 года обнародован манифест Николая II о роспуске Государственной Думы. В тот же день военные власти Петрограда вывели на улицы столицы полицию и воинские подразделения с приказом стрелять по толпе. Пролилась первая кровь. Начались массовые аресты. Кровавые столкновения продолжились и на следующий день. Но и это не остановило рабочих, день за днем прорывавшихся в центр города со своими требованиями. Теперь они звучали куда решительнее, чем в первые дни революции. К лозунгам хлеба и мира добавились призывы к свержению самодержавия. Тем самым репрессии только усугубили ситуацию, направили события в кровавое русло, но не смогли уже утихомирить разбушевавшуюся стихию. Наоборот, солдаты, недовольные, что их используют в качестве палачей и жандармов, начали массово переходить на сторону восставшего народа. Первыми на сторону революции перешли солдаты учебной команды Волынского полка, стрелявшие по рабочим на Знаменской площади. В ночь с 26 на 27 февраля они твердо решили не проливать больше братской крови. Убив офицера и вооружившись, волынцы вышли на улицу, а уже к вечеру в ряды восставших влилось около 70 тыс. солдат. Переход Петроградского гарнизона на сторону рабочих ознаменовал перелом в развитии революции. С этого момента ее победа в столице была предопределена, тем более что высший генералитет еще раньше рядовых солдат отказался защищать своего монарха и поддержал думских либералов.
Неизбежность своего поражения понял и Николай II. 2 марта 1917 года он отрекся за себя и за своего сына Алексея от престола в пользу своего брата, чем нарушил существовавшие в России со времен Павла I законы передачи престола. Но даже это не спасло монархию, поскольку Михаил 3 марта также отказался от престола. Николай II второй резко отрицательно отозвался о поступке своего брата, но что-либо изменить он уже не имел возможности. Некоторое время спустя, как свидетельствуют А. И. Деникин и С. П. Мельгунов, он подготовил телеграмму Временному правительству, в которой извещал, что переменил своё первоначальное решение и теперь отрекается в пользу сына. Но генерал Алексеев, которому император поручил отправить телеграмму, не сделал этого – фактически Николай II находился уже под арестом. В это время в столице были опубликованы его манифест об отречении Михаила и манифест, подписанный его братом. Одновременное обнародование двух манифестов об отречении серьезно ударило по самой идее монархии и по ее приверженцам, заранее обрекало на поражение любые реваншистские планы.