В этих продолжавшихся сутками спорах Лев Бронштейн выделялся неистовостью, претенциозностью, переменчивостью взглядов. Первые написанные им рефераты были посвящены критике марксизма. «Я считал себя противником Маркса, книг которого, правда, не читал», — вспоминал он с гордостью. Часто меняя свои взгляды, Бронштейн называл себя то «социал-демократом», то «слугой народа», но чаще всего он подчеркивал свой «немарксизм». Выделялась в дискуссиях в садовом домике Александра Львовна Соколовская, которая первая увлеклась работами Маркса и Энгельса. Она стремилась склонить Бронштейна к серьезному знакомству с марксизмом и он, будучи неравнодушен к ней, загорелся интересом, обещал поддержать ее в споре, но когда вопрос вставал напрямую, чаще всего переходил на диаметрально противоположные позиции. Имея ввиду это вероломство и «тушинские перелеты», друзья прочили, что из него «выйдет или великий герой, или великий негодяй».
По доносу Шренцеля вся организация была арестована и оказалась в заключении. Из Николаева арестованных перевезли в Одессу, где их ожидала новая, построенная по последнему слову техники, большая тюрьма. В числе арестованных оказалась и Александра Соколовская, родившая незадолго до ареста Лейбе Бронштейну-Троцкому первую дочь. Всех арестованных суд приговорил к разным срокам ссылки. Льву срок был определен в четыре с половиной года, два из которых были проведены в тюрьме. Осужденных перевели в московскую Бутырскую тюрьму, где поместили в отдельном флигеле ожидать очередной этап. Обстановка здесь была лучше, чем в Одессе. Встречи и передачи не ограничивались, двери камер не закрывались, можно было сколько угодно гулять в тюремном дворике. Здесь Бронштейн вопреки воле родителей обвенчался с Соколовской.
Лев Давидович не являлся физически сильным человеком. Он страдал эпилептическими припадками, не потреблял мяса и вина, часто чувствовал недомогания. «Рабочие интересовали Бронштейна как необходимые объекты его активности…» Он любил в них самого себя. От Бронштейна больше всего отталкивали «резко выраженный эгоизм, гипертрофированное самомнение, чрезмерное и болезненное самолюбие, стремление к экстравагантности в речи, писаниях, поступках». Он ни в чем не терпел первенства над собой и «одержать победу над ним в крокете означало приобрести в нем злейшего врага». Плеханов пригласил Бронштейна в «Искру», что было для молодого ссыльного весьма почетно. Лев Давидович оставляет полюбившийся в Иркутске крокет, жену с двумя малолетними детьми без средств к существованию (младшей было два месяца), бежит из Усть-Кута, собственноручно вписав в купленный бланк паспорта фамилию «Троцкий», которую он позаимствовал у главного надзирателя одесской тюрьмы, держиморды и шовиниста, которого побаивались не только заключенные, но и тюремщики.
Побег удался. После конспиративных встреч в столице он перешел границу Австрии, начав поездку по европейским странам. Здесь он сближается с Аксельродом и другими будущими меньшевиками, с Виктором Адлером и его сыном Францем, включившись в водоворот европейского социал-демократического движения. В Женеве, заручившись мандатом от сибирской организации, как сбежавший из ссылки, Троцкий участвует во Втором съезде, где вначале, по словам меньшевика Рязанова, играет роль «дубинки Ленина», а затем переходит на позиции Мартова.
Через месяц после съезда меньшевики в противовес избранному на нем ЦК сформировали свое бюро, в которое вместе с Троцким вошли Аксельрод, Мартов, Потресов и Дан. Был разработан план борьбы с большевиками. Однако, в меньшевистском бюро амбиции Троцкого натолкнулись на интриганство Дана и он выходит из него, заняв «свою позицию». В этот период появляется брошюра Троцкого «Наши политические задачи», с предисловием выходца из России Гельфанда (Парвуса), нажившего на спекуляциях миллионы и вскоре ставшего яростным противником революции. Вопреки претензиям, эта брошюра отразила чисто меньшевистское кредо автора, по мнению которого «Ленин совсем не марксист», «вождь реакционного крыла партии», «узурпатор», «диктатор», превращающий социал-демократов в послушные «винтики». Сам Троцкий, разумеется, является демократом и гуманистом. Однако, создать собственную фракцию ему не удалось и пришлось быть «вне фракций», на самом деле по всем коренным вопросам примыкая к меньшевикам.