В годы Первой мировой войны Луначарский занимает интернационалистическую позицию и выступает против шовинизма. Он считал, что Верхарн и Метерлинк шовинисты, и в статье «Верхарн в Швейцарии» остро критикует французского поэта за его реферат, прочитанный в Лозанне, и осуждает бельгийского драматурга за национализм. Анатолии Васильевич выступил и против Андреева, Арцыбашева, Гумилева, Кузмина, Сологуба, утверждавших необходимость «освежения застоявшегося искусства войной».
9 января в Женеве он выступает на митинге и утверждает, что «Россия должна сейчас воспользоваться бессилием правительства и усталостью солдат, чтобы с помощью революции произвести коренной переворот».
Под воздействием ленинской критики Луначарский все более отдаляется от Богданова. В конце марта 1917 года в ответ на предложение Луначарского обсудить создавшееся в России положение В. И. Ленин писал из Парижа: «Просто переговорить нам с Вами, без всяких формальных совещаний, я был бы очень рад и считал бы это для себя лично (и для дела)
В 1917 году в России произошла Февральская революция — Николай II отрекся от престола, руководить страной стало Временное правительство. Весть о Февральской революции ошеломила Луначарского: она состоялась без него, без Ленина, без партии большевиков… В этом было что-то не вполне согласующееся со всеми устоявшимися марксистскими представлениями об историческом процессе. Оставив семью в Швейцарии, 9 мая 1917 года Луначарский приехал в Петроград и сразу же включился в политическую борьбу. Фракция объединенных социал-демократов избирает его членом Первого Всероссийского съезда Советов рабочих и солдатских депутатов, который состоялся 3–24 июня 1917 года. Луначарский выступил с идеей ликвидации Государственной думы и Государственного совета, предлагая передать всю власть в России «трудовым классам народа».
В дни июльского кризиса Луначарский отстаивает позиции большевиков при обсуждении военного вопроса. Он вошел в редакцию созданной Горьким газеты «Новая жизнь». Временное правительство обвиняет его в государственной измене, и 23 июля 1917 года его арестовывают, и он сидит в тюрьме «Кресты». Его заочно избирают почетным председателем на VI съезд РСДРП(б) и кандидатом в члены Учредительного собрания. Выйдя из заключения 8 августа, он в тот же день на Петроградской конференции фабрично-заводских комитетов выступил с речью против арестов большевиков. 20 августа Луначарский начинает руководить фракцией большевиков в Петроградской городской думе. Во время Корниловского мятежа выдвигает идею передачи власти от Временного правительства Советам. В августе 1917 года Луначарский начинает работать в газете «Пролетарий», из которой вскоре выросла газета «Правда», и в журнале «Просвещение». Он ведет широкую культурно-просветительскую и пропагандистскую деятельность, выступает за развитие пролетарских просветительских обществ и за созыв их конференции. В сентябре 1917 года Луначарского избирают председателем культурно-просветительской секции и заместителем петроградского городского головы. Он становится членом Временного совета Российской республики.
В конце мая 1917 года Анатолий Васильевич, выйдя с заседания городской думы, где он занимался вопросами культуры, столкнулся со своим будущим сослуживцем по Наркомпросу большевиком П. И. Лебедевым-Полянским. Они без всякого предисловия (как, мол, поживаете) и обычных вежливых фраз, отмененных по случаю революции, стали обсуждать «текущий момент», предполагаемое развитие событий и «светлое будущее» после окончательной победы революции и прихода большевиков к власти. Луначарский строил планы и предсказывал, как потом оказалось, довольно точно. По его социальным прогнозам выходило, что после победы пролетарской революции Ленин станет премьер-министром, Троцкий — министром иностранных дел, а он, Луначарский, займется Министерством народного просвещения и, вероятно, даже возглавит его. В отношении себя Анатолий Васильевич с самого начала профессиональной революционной деятельности был ориентирован на проблемы культуры и искусства, в этом духе и прогнозировал свое будущее. День оказался богат на случайные встречи. Только Луначарский расстался с Лебедевым-Полянским и сделал несколько шагов в сторону кафе «Привал комедиантов», как его окликнул давний знакомый — Дмитрий Иванович Лещенко. Луначарский сказал:
— У меня назначено деловое свидание с Коллонтай в кафе «Привал комедиантов». Давайте поужинаем там? Мы с Коллонтай сегодня выступаем на митинге в цирке.
По дороге Анатолий Васильевич вспомнил:
— Дмитрий Иванович, а как ваша библиотека изданий, посвященных крупнейшим художникам мира, цела ли?
— В основном цела.