16 октября по дороге в Петроград Троцкий подготовил план обороны города. Перечисляя основные методы, на которые опирался Троцкий в ходе боевых действий в Гражданской войне, он писал: «Как всегда в подобных случаях, мы и на этот раз достигнем необходимого перелома при помощи мер организационного, агитационного и карательного характера». При этом Троцкий исходил из того, что белые, подошедшие к окрестностям Петрограда, прорвутся в северную столицу, а поэтому предложил разгромить войска Юденича в ходе уличных боев.
Троцкий полагался лишь на опыт событий в Москве в декабре 1905 г. Он писал: «Если вспомнить, что адмиралу Думбадзе понадобилась чуть ли не целая неделя, чтобы усмирить Москву в декабре 1905 года, хотя во всей Москве было едва ли более тысячи вооруженных революционеров, занявших ряд важных зданий, то совершенно очевидно, что несколько тысяч прорвавшихся белогвардейских войск будут совершенно загнаны, измотаны, затравлены и уничтожены в Петрограде при сколько-нибудь разумной организации внутренней обороны в течение одного-двух дней, а за это время успеют подойти достаточные подкрепления извне». Аналогия с боями между революционерами и карателями на Пресне в декабре 1905 года была очень шаткой. В отличие от карателей Думбадзе, войска Юденича не стремились бы уничтожить все очаги сопротивления, а пытались бы овладеть ключевыми объектами в Петрограде, подобно тому, как действовали красногвардейцы в октябре 1917 года. Хорошо вооруженные и дисциплинированные части Юденича вполне могли справиться с этой задачей.
Троцкий исходил из того, что первоочередные задачи должны включать создание переносных проволочных заграждений на всех улицах, ведущих в центр, создание команд гренадеров, размещенных в верхних этажах зданий, создание запасов ручных гранат, сооружение баррикад, траншей и т. д. Он даже предложил яркий лозунг: «Если бы белые прорвались в город, они бы здесь испарились и исчезли, как брызги воды на раскаленной плите».
Троцкий не был до конца уверен в исполнимости своего плана, а потому счел необходимым «подготовить план отхода армии и рабочих в юго-восточном направлении: это была единственная возможность спасти цвет питерских рабочих от поголовного истребления».
Описывая свою деятельность после прибытия в Петроград, Троцкий обратил внимание на паникерские настроения, которые царили в городе. Он утверждал, что, прибыв в Петроград, застал там «жесточайшую растерянность». Вряд ли Троцкий преувеличивал, заметив, что «центром растерянности был Зиновьев», руководитель Петроградского Совета и Совета обороны города. По словам Троцкого, «Свердлов говорил мне: «Зиновьев– это паника»… И действительно: в благоприятные периоды, когда, по выражению Ленина, «нечего было бояться», Зиновьев очень легко взбирался на седьмое небо. Когда же дела шли плохо, Зиновьев ложился обычно на диван, не в метафорическом, а подлинном смысле, и вздыхал… На этот раз я застал его на диване».
Троцкий развил кипучую деятельность, как и в августе 1918 года под Свияжском. Он произносил речи перед солдатами, отправлявшимися на фронт. А его план обороны стал воплощаться в жизнь. Троцкий вспоминал: «Важнейшие пункты опутывались проволокой… На площадях и важнейших перекрестках было установлено около 60 орудий в прикрытиях. Укреплялись каналы, скверы, заборы и дома. На окраинах и вдоль Невы были вырыты окопы… На многих улицах и площадях были устроены баррикады». К счастью для северной столицы и ее населения, план Троцкого не пригодился, так как Юденич был остановлен на подступах к Петрограду.
Как обычно, Троцкий полагался на суровые приказы. Приказом от 18 октября Троцкий требовал «не писать ложных сведений о жестоких боях там, где была жестокая паника. За неправду карать как за измену». По свидетельству М.М. Лашевича, Троцкий предпринял и организационные перемещения: «Сменили высшее и среднее начальство. Приказы Троцкого… не щадившие никого… показали, что появилась твердая, направляющая рука».