24 октября 1917 года на заседании ЦК РСДРП(б) было предложено устроить в Петропавловской крепости запасной штаб восстания. Решили также снабдить всех членов ЦК пропусками в крепость и поручить Я. М. Свердлову поддерживать с нею постоянную связь.
К утру 25 октября весь город находился в руках восставших.
Во второй половине дня 25 октября ВРК созвал в крепости совещание полевого штаба. На нем обсуждался план захвата Зимнего дворца. Было решено начать штурм не позднее 9 часов вечера по условному световому сигналу, который поступит из Петропавловской крепости.
Сразу же после этого с крейсера «Аврора», стоявшего тогда за Николаевским мостом (ныне мост Лейтенанта Шмидта), должны были дать холостой выстрел — сигнал к началу общего штурма Зимнего дворца. Это решение связной ВРК передал комиссару «Авроры» А. В. Белышеву.
Во избежание кровопролития члены Военно-революционного комитета Н. И. Подвойский и В. А. Антонов-Овсеенко с участием Г. И. Благонравова составили в крепости текст ультиматума Временному правительству с требованием капитуляции. Его взялись передать солдаты самокатного батальона В. Фролов и А. Галанин. Временному правительству давалось на размышление 20 минут. Ответа на ультиматум не последовало.
Между тем на Дворцовой площади стихийно началась перестрелка. Услышав ее, комиссар крепости Благонравов приказал подать условный сигнал.
На «Авроре» его ждали. Комиссар и артиллеристы находились у носового орудия. А. В. Белышев вспоминает: «Напряжение все усиливалось, с берега доносилась стрельба. А Петропавловская крепость не давала о себе знать. Уже 35 минут десятого, а красного огня все нет. „Огонь, огонь!“ — раздались голоса. Во мгле за мостом показался багровый огонь. Было 9 часов 40 минут. Я отдал команду: „Носовое, огонь! Пли!“ Мелькнула вспышка выстрела, прокатился грохот над Невой, над набережными, над площадью Зимнего дворца».
Беглый артиллерийский огонь, начавшийся затем из Петропавловской крепости, вызвал смятение среди защитников дворца. К этому времени отсюда ушли остатки казачьих сотен, большая часть юнкеров, женский батальон — почти половина личного состава гарнизона Зимнего дворца…
Около 2 часов ночи Зимний был взят. В. А. Антонов-Овсеенко прислал в крепость записку с просьбой приготовить камеры в тюрьме Трубецкого бастиона для арестованных министров Временного правительства.
Г. И. Благонравов вспоминал: «Среди ночи, под усиленным конвоем революционных рабочих и солдат во главе с Антоновым, вступает исторический кортеж пленных министров в стены Петропавловской крепости. В маленьком зале гарнизонного клуба при свете дымной керосиновой лампочки (электричество было испорчено) устраивает Антонов перекличку бывшим людям. Чинно сидят они по скамейкам, и темные блики дрожат на их бледных лицах, и такими ничтожными и жалкими они кажутся среди этой радостной и окружающей их толпы рабочих и солдат. Почернелые от грязи и пороха, с блестящими глазами и веселой речью, бодро стоят представители восставшего народа с винтовками в руках. Какой разительный контраст! Неповторяемое зрелище».
Октябрьское вооруженное восстание победило. Но контрреволюционные силы сразу же делают попытки свергнуть Советскую власть. 26 октября Керенский двинул на Петроград казачьи отряды генерала Краснова. Предстояло организовать оборону подступов к Петрограду. В крепости сосредоточились наиболее надежные воинские части. Сюда же прибыли артиллеристы из Выборга. Охрана крепости была усилена, в ней создали запасной склад снарядов. Поступило подкрепление из Смольного — два броневика, они заняли позиции у крепостных ворот.
В крепость снова один за другим шли за оружием рабочие отряды. Здесь же формировались воинские части, немедленно отправляемые на фронт.
Отряды солдат из крепости тщательно охраняли Троицкий мост, следили за особняком Кшесинской, где размещались юнкера и «ударники».
У особняка Кшесинской патрули крепости задержали двух подозрительных людей. Один из них старался что-то выбросить из кармана. У него обнаружили приказ контрреволюционного «Комитета спасения родины и революции» об антисоветском выступлении и список контрреволюционных воинских частей (в основном — юнкера военных училищ), которые должны были участвовать в восстании против Советской власти.
Благонравов срочно сообщил об этом в Смольный. В специальной листовке «К населению Петрограда» сообщалось о раскрытии заговора. Главный штаб мятежников был в Инженерном замке, другие центры — во Владимирском и Павловском юнкерских училищах.
В ликвидации штабов мятежников участвовали пулеметчики и матросы, влившиеся в гарнизон крепости в Октябрьские дни. Крепость жила напряженной жизнью. Гарнизон ее делал все, чтобы победила социалистическая революция, за которую боролись и умирали в казематах и тюрьмах крепости ее бывшие узники.
Крепость-музей
В 1918 году специальным декретом Советской власти произведения искусства и памятники старины были объявлены народным достоянием и взяты под охрану государства.