В сентябре 1915 г. Троцкий принял активное участие в международной социалистической конференции в швейцарской деревушке Циммервальд. Здесь собрались представители различных оттенков антивоенных взглядов из различных стран Европы, причем преобладали центристские, пацифистски настроенные элементы. От России в Циммервальде были В. И. Ленин, Г. Е. Зиновьев (большевики), Ю. О. Мартов, П. Б. Аксельрод (меньшевики), Л. Д. Троцкий (редакция «Нашего слова»), М. А. Натансон, В. М. Чернов (эсеры) и др. Троцкий не вошел в группу из восьми левых делегатов во главе с Лениным и представил собственный проект итогового документа конференции, который поддержала, однако, лишь Г. Роланд-Гольст.
Окончательный вариант манифеста участников Циммервальдской конференции носил компромиссный характер. Он был подготовлен при участии Троцкого и нес на себе отпечаток его центристских взглядов. В этом документе правильно подчеркивался империалистический характер войны, агрессивные замыслы обоих столкнувшихся в ней блоков, выдвигался лозунг справедливого демократического мира между народами. Однако призыв к интернациональной пролетарской солидарности в борьбе за социализм не был дополнен в манифесте конкретной программой массовых революционных действий против войны. Тем не менее значение этого документа, под которым впервые с начала войны стояли рядом подписи социалистов воюющих и нейтральных стран, было очень велико. Правда, подписи Троцкого под Циммервальдским манифестом не было, но это объяснялось чисто процедурными моментами. Документ подписывали лишь по 2–3 делегата от каждой страны, а для России с ее Ноевым ковчегом социалистических партий и так сделали исключение, дав возможность поставить по две подписи под манифестом большевикам, меньшевикам и эсерам.
В сентябре 1916 г. за антивоенную пропаганду и связи с интернационалистским крылом французского социалистического и синдикалистского движения Троцкий был выслан из Франции в Испанию. В ноябре он был арестован в Мадриде, а затем выслан в Кадикс, откуда в конце декабря 1916 г. в принудительном порядке отправлен пароходом вместе с семьей в США. В начале нового, 1917 г. Троцкий прибыл в Нью-Йорк, где и провел около трех месяцев. Он сотрудничал там в существовавшей с 1912 г. русской рабочей эмигрантской газете «Новый мир» (в то время там работали Н. И. Бухарин, Г. И. Чудповский, В. Володарский), установил контакты с находившимися в США социалистами Сен Катаямой (Япония), С. Рутгерсом (Голландия), Д. Ларкиным (Ирландия), а также с руководителями левого крыла Американской социалистической партии. Троцкий пытался организовать кампанию протеста против предстоящего вступления США в войну, призывал американцев отказываться от военной службы и устраивать стачки протеста.
Между тем в России грянула Февральская революция. 27 марта 1917 г. Троцкий с женой и сыновьями покинул на норвежском пароходе Нью-Йорк, но вскоре был интернирован в Канаде британскими властями (Канада была тогда английским доминионом). Поводом для ареста послужило подозрение в получении Троцким, Чудновским и их спутниками, возвращавшимися в Россию, денежных субсидий от Германии для развертывания на родине революционной работы с целью свержения Временного правительства. Следует сказать, что в то время уже шли неясные слухи о том, что с началом войны бывший друг Троцкого Парвус, ставший ярым социал-патриотом германофильского толка, представил кайзеровскому правительству поистине фантастический по своим масштабам план «революционизирования России» с помощью пораженчески настроенных русских революционеров, включая Ленина и большевиков, а также украинских и прочих сепаратистов из национальных социал-демократических и эсеровских организаций. Найденные после второй мировой войны архивные документы подтвердили и наличие плана Парвуса, и факт, получения им крупных денежных сумм от германского правительства. Однако Ленин на сотрудничество с Парвусом не пошел. Что касается Троцкого; то он публично отмежевался от своего бывшего товарища и ни в какие контакты с ним не вступал.
Тем не менее ему пришлось провести около месяца в лагере Амхерст в районе канадского порта Галифакс, где Троцкий с успехом занимался интернационалистской революционной пропагандой среди немецких военнопленных и интернированных рабочих немецкого происхождения. Между тем в революционном. Петрограде началась кампания в защиту Троцкого, в которую включились и Петроградский Совет рабочих и солдатских депутатов, где хорошо помнили о событиях 1905 г., и большевистская «Правда». С осуждением английских империалистов выступил и Ленин. В итоге после соответствующих переговоров между Временным правительством и английским посольством в Петрограде Троцкий был освобожден и 4(17) мая 1917 г., через месяц после возвращения в Россию Ленина, прибыл в столицу новой, революционной России.