Поводом к началу выступлений послужили события конца июня — начала июля. Провал июньского наступления российской армии на Юго-Западном фронте, во многом обусловленный деморализацией войск в условиях революции, закончился расформированием революционных воинских частей, которое вызвало критику Временного правительства со стороны левых сил. 2 (15) июля из состава правительства вышли члены Конституционно-демократической партии (кадеты), угрожая представителям партии социалистов-революционеров и Российской социал-демократической рабочей партии (РСДРП) разорвать правительственную коалицию. Правительственным кризисом воспользовались сторонники анархии, агитировавшие выступить против власти. На следующий день по призыву солдат 1-го пулемётного полка в Петрограде начались стихийные антиправительственные демонстрации, в которых приняли участие солдаты ряда частей гарнизона города и рабочие заводов столицы.
Партия большевиков (РСДРП (б)), которая обладала большим влиянием на солдат и рабочих Петрограда, считала выступление преждевременным, однако не смогла сдержать натиск масс и в ночь на 4 (17) июля решила возглавить их, чтобы придать движению максимально мирный характер. В тот же день к демонстрантам присоединился прибывший из Кронштадта отряд моряков Балтийского флота и солдат под руководством Ф. Ф. Раскольникова. Демонстрация проходила под лозунгом «Вся власть Советам!». Численность демонстрантов по разным оценкам достигала 400–500 тыс. человек, из которых 40–60 тыс. являлись солдатами.
Всероссийский Центральный Исполнительный Комитет (ВЦИК), запретивший проведение демонстрации, объявил её «большевистским заговором», отклонил требования демонстрантов и в ночь на 5 (18) июля постановил, что «вся полнота власти» должна остаться у Временного правительства. В ряде мест столицы по демонстрантам был открыт огонь из окон и с крыш зданий, а сторонники правительства вышли на контрдемонстрации.
Для наведения порядка Временное правительство вызвало в Петроград отряды с фронта общей численностью 15–16 тыс. военнослужащих, и уже к вечеру 5 (18) июля верные правительству войска установили контроль над центром города, разгромили типографию и редакцию большевистской газеты «Правда». Тогда же Центральный Комитет РСДРП (б) опубликовал обращение с призывом о прекращении демонстрации. На следующий день матросы Балтийского флота, укрывшиеся в Петропавловской крепости, были вынуждены сдать оружие и отправиться в Кронштадт, а большевики — покинуть особняк М. Ф. Кшесинской, занятый ими после Февральской революции и превращённый в штаб партии.
Эсеро-меньшевистские Советы передали всю полноту власти в руки Временного правительства, которое организовало Особую следственную комиссию для выяснения всех обстоятельств массовых июльских выступлений, тем более что под влиянием событий в Петрограде антиправительственные демонстрации прошли также в Москве, Иваново-Вознесенске, Орехове-Зуеве, Нижнем Новгороде, Красноярске, Томске и других крупных городах России.
Воинские части, в полном составе участвовавшие в демонстрации, были разоружены и расформированы, а их личный состав отправлен на фронт. По обвинению в организации и руководстве вооружённым выступлением против государственной власти были арестованы многие большевики — непосредственные участники июльских событий. По первоначальным итогам расследования 13 человек, в том числе Г. Е. Зиновьев, В. И. Ленин, А. В. Луначарский, А. М. Коллонтай, Ф. Ф. Раскольников, Л. Д. Троцкий, были обвинены в том, что они вошли в соглашение с агентами Германии с целью дезорганизации армии и тыла, получали из-за рубежа денежные средства для пропаганды среди населения и войск идеи «отказа от военных действий против неприятеля» и организовали вооружённое восстание против верховной власти.
Как пишет доктор философских наук Игорь Чубайс, в России действовала малочисленная группа, получавшая огромную финансовую, военную и другую помощь от воюющих с Россией германцев. Кайзер понял, что Германия не выдерживает войну на два фронта, и потому искал любых антироссийских союзников. В лице Ленина он нашёл то, что искал.
Ещё во времена Русско-японской войны Ленин сотрудничал с японской разведкой и получал от неё финансирование. С началом Первой мировой войны Ленин, находясь за рубежом, открыто выступил за поражение своего правительства и стал получать деньги от Австро-Венгрии и Германии. Большевиками была развёрнута мощная антивоенная кампания и подготовка уличных выступлений для свержения Временного правительства. Германские военные согласовывали с ленинцами график военных действий. Так, 3–5 июля большевики вывели на улицы обкуренных балтийских моряков, а немецкие войска вели наступление на восточном фронте.
Арестованные не признали себя виновными, а обвинение против большевиков в организации демонстрации было опровергнуто привлечёнными к следствию свидетелями. Дальнейшее расследование причин возникновения июльской демонстрации в Петрограде было прервано Октябрьской революцией 1917 года.