На следующий день линкор ввели в Военную гавань и поставили правым бортом к стенке у Лесных ворот. 27 сентября в 17.30 начался налет авиации (25 Ju-88), одновременно корабль был обстрелян немецкими батареями. Около корабля упали 50 бомб. 500-кг бомба, пройдя сквозь мостики фок-мачты, разорвалась на палубе перед барбетом 2-й башни. На палубе образовался пролом, башню заклинило, она вышла из строя. Одновременно в корабль попали семь снарядов полевой артиллерии, которые вызвали лишь поверхностные разрушения. В результате погиб один человек и ранены 6, надстройки и боевые посты получили множество осколочных повреждений.
Корабль был выведен на середину гавани, чтобы можно было использовать 120-мм орудия. 1 и 2 октября линкор стрелял по скоплениям противника в районе Петергофа из орудий ГК и ПМК. 4 октября в 13.10 по кораблю открыла огонь артиллерия противника, одновременно налетели «Юнкерсы». Сброшенные 9 бомб упали в 50-100 м от борта.
5 и 6 октября линкор обстреливал район Сашино и Новый Петергоф, 7 и 11 — район поселков Кузнецы и Порожки. 15 октября он уничтожил 280-мм батарею противника.
Находиться в Кронштадте стало опасным. 22 октября «Октябрьская революция» выполнив последнюю стрельбу по району Знаменки, вечером вышла из Кронштадта и, в сопровождении двух буксиров, своим ходом по Морскому каналу направилась в Ленинград. Утром 23 октября она встала стенки Балтийского завода.
За октябрь линкором было выполнено 25 стрельб, расход боезапаса: 257 305- мм и 133 120-мм снарядов. При этом корабль отразил около 20 воздушных атак, в которых участвовали до 550 самолетов, сбросивших на линкор около 450 бомб, сбив при этом 10 самолетов.
Корабль был закамуфлирован и начат его ремонт. В декабре был закончен ремонт 1-й, 3-й и 4-й башен ГК. Часть котлов была переведена на дровяное отопление. Палуба корабля была покрыта 100-мм броневыми плитами, зенитные боевые посты закрыты кипами хлопка.
Зимой 1941–1942 гг. немецкая артиллерия обстреливала город, заводы и корабли на Неве. В результате прямого попадания 210-мм снаряда в левом борту образовалась пробоина ниже ватерлинии. Она была заделана при помощи кессона.
В первую военную зиму в корабль попали восемь снарядов калибром 203 — 254-мм, разрушив ряд помещений. При этом погибло 40 человек и 149 было ранено.
23 марта 1942 г. в корабль попали два 152-мм снаряда не причинившие повреждений. Весной 1942 г. противник решил уничтожить корабли КБФ до начала навигации. В апреле он осуществил операцию «Айштосс» («Ледовый удар»).
4 апреля 33 самолета (группами по 3–5) бомбили линкор, одновременно его обстреливала немецкая артиллерия. За 36 минут вблизи корабля упали 7 бомб. Ночью с 4 на 5 апреля немецкая авиация повторила налет, подсвечивая цели осветительными бомбами. Линкор огня не открывал, чтобы не демаскировать себя.
Недалеко от борта упали 9 бомб.
Утром 24 апреля линкор подвергся сильному артобстрелу, а затем налету 16 самолетов, которые сбросили 25 бомб.
Один самолет был сбит. 27 апреля немцы предприняли еще один массированный налет на корабли, одновременно с артиллерийским обстрелом. К «Октябрьской Революции» прорвались 13 самолетов сбросивших 20 бомб. За 11 минут зенитчики линкора сбили два самолета и один повредили.
Летом 1942 г. был закончен ремонт 2-й башни, котлов и механизмов, число зенитных стволов (12,7 — 76,2-мм) доведен до 52. В 1942 г. корабль выполнил две стрельбы 120-мм калибром.
24 июня 1942 г. командиром корабля был назначен капитан 2 ранга (затем капитан 1 ранга) Н.А. Петрищев.
В январе 1943 г. линкор участвовал в операции «Искра» — прорыве блокады Ленинграда. С 12 по 16 января «Октябрьская Революция» выполнила 6 стрельб ГК по укреплениям Пулковских высот, Вороньей горы, Красного села, Кайрово, израсходовав 50 305-мм снарядов. 120-мм орудия выполнили 10 стрельб по району Пишмаш. Всего артиллерия линкора уничтожила командный пункт, 5 дотов, дзотов, 6 орудий, 3 склада боезапаса, 3 танка, 15 автомашин и до 500 человек.
Блокада была прорвана, но угроза артобстрелов осталась, налеты авиации продолжались.
16 апреля во время артобстрела корабля от осколков вражеского снаряда загорелся 76,2-мм боезапас у зенитного орудия на левом срезе. Старшина И.И. Томбасов начал выбрасывать горящие снаряды за борт, последний взорвался в руках моряка. Ценой жизни героя взрыв был предотвращен. И.И. Томбасов был навеки зачислен в списки экипажа корабля. Его имя носило орудие, у которого герой погиб.