Вечером 10 октября состоялось совещание ЦК партии большевиков, на котором большинство высказалось за восстание[6]
. 16 октября состоялось еще одно, расширенное, заседание ЦК. За подготовку к восстанию высказались 19 человек, против — двое (Зиновьев и Каменев), четверо воздержались. Антонов-Овсеенко описал, как на следующий день после этого заседания они с Николаем Подвойским (который вскоре станет заместителем председателя только что созданного Военно-революционного комитета) и руководителем «Военной организации» Петроградского комитета большевиков Владимиром Невским встречались с Зиновьевым и Лениным. Зиновьев, по его словам, был загримирован и похож на приказчика. «Если вы сможете доказать, что, взяв власть, продержитесь хотя бы две недели, я буду за восстание», — говорил он. Антонов ему ответил: «Выхода нет. Мы уже в бою. Надо победить или умереть!» Потом они поехали к Ленину, который выглядел как «седенький, с очками, довольно бодренький старичок добродушного вида: не то учитель, не то музыкант, а, может быть, букинист». Потом, правда, Ленин снял очки и парик и начал горячо доказывать пагубность всяческих отсрочек от восстания. Выйдя от Ленина, они увидели какого-то подозрительного велосипедиста и подумали, что это полицейский «шпик». Тогда как раз газеты сообщали, что правительство напало на след Ленина. Антонов на всякий случай сунул руку в карман, где лежал револьвер, а Подвойский вернулся в дом, чтобы предупредить Ленина. Но тут велосипедист укатил. Еще через несколько минут из дома вышел загримированный Ленин и отправился на другую конспиративную квартиру.Восемнадцатого октября Каменев и Зиновьев опубликовали в газете «Новая жизнь» заметку «Ю. Каменев о «выступлении», в которой сообщили о решении, принятом ЦК партии большевиков и своем несогласии с ним. Это привело Ленина в ярость. Он назвал их штрейкбрехерами, написал гневные письма в ЦК с требованием исключить Каменева и Зиновьева из партии, но ЦК его не поддержал. Было принято, однако, решение о запрете Каменеву и Зиновьеву впредь выступать в печати против решений ЦК и линии партии. Описывая эту ситуацию, Антонов-Овсеенко вспоминал, что, когда он читал заметку в «Новой жизни», у него «в глазах зарябило от негодования». «Удар в спину», «дезорганизаторский акт» — так Антонов оценивал заявление оппозиционеров. «Предупрежденный враг начал лихорадочно готовиться», — заключал он.
В сентябре — октябре 1917 года Антонов-Овсеенко мотался между Питером и Финляндией. Участвовал во II съезде моряков Балтфлота, входил в состав Организационного комитета и Исполкома съезда Советов Северной области, участвовал в работе I конференции военных организаций РСДРП(б) Северного фронта.
Девятого октября на пленуме Исполкома Петросовета меньшевики предложили создать Комитет революционной обороны Петрограда, который должен был бы оказывать содействие войскам. Но, как вспоминал Антонов, эту идею большевики «повернули против ее авторов». По их предложению был создан Военно-революционный комитет при Исполкоме Петроградского совета рабочих и солдатских депутатов. Формально он должен был выполнять функции организатора обороны города и позиционировал себя как «многопартийный орган Петросовета» — в его состав входили большевики, левые эсеры и анархисты.
Однако, как писал Антонов, «меньшевики уразумели, куда клонится дело»:
«— Ведь это штаб для захвата власти! Пусть большевики прямо и честно скажут, готовят ли они выступление…