С марта по октябрь 1917 г. в России создалось не имеющее аналогов в истории двоевластие - в лице Советов рабочих, крестьянских и солдатских депутатов, с одной стороны, и Временного правительства, с другой. Возникновение Советов как органов народной власти относилось ко времени революции 1905-1907 гг. Эта традиция была возрождена после победы восстания в Петрограде 27 февраля 1917 г. Помимо Петроградского Совета в марте возникло свыше 600 Советов на местах (в губерниях, уездах, в воинских частях), которые избрали постоянно действующие органы - исполнительные комитеты. Это были избранники народа, опиравшиеся на поддержку широких трудовых масс. Таким образом, создалось двоевластие не только в центре, но и на местах.
В то время, преобладающее влияние в советах, как в Петрограде, так и в провинции, имели представители меньшевиков и эсеров, которые ориентировались в данный момент не на "победу социализма", а на развитие и закрепление буржуазно-демократических завоеваний. Такую задачу, как они полагали, в переходный период может выполнить лишь Временное буржуазное правительство, которому в проведении демократических преобразований в стране следует оказывать всемерную поддержку, но при необходимости производить на него и давление. Фактически реальная власть в период двоевластия находилась в руках Советов, ибо Временное правительство могло действовать только при их поддержке и проводить свои декреты с их разрешения.
Согласно Приказу № 1 армия находилась в подчинении Петросовета. В первое время Временное правительство и Петросовет действовали совместно и проводили свои заседания в одном здании - Таврическом дворце, который превратился в центр политической жизни страны.
4 марта 1917 г. вместо губернаторов и уездных начальников были назначены комиссары Временного правительства. Параллельно действовали местные Советы рабочих и крестьянских депутатов. В течение марта 1917 г. Временное правительство при поддержке и давлении на него со стороны Советов провело ряд демократических преобразований: была устранена старая администрация на местах, отменена смертная казнь, объявлена амнистия всем политическим заключенным, ликвидированы все сословные, религиозные и национальные ограничения, провозглашена независимость Польши и автономия Украины, отменены все ограничения Финляндской конституции, создано Особое совещание для подготовки созыва Учредительного собрания путем выборов в него на основе всеобщего, равного для всех, прямого и тайного голосования.
Главным направлением внешней политики Временного правительства было выполнение союзнических обязательств перед странами Антанты. Заявление министра иностранных дел П.Н. Милюкова о готовности России вести войну до победного конца (20 апреля) стало причиной первого политического кризиса Временного правительства, который привел к формированию коалиционного правительства. В его состав вошли представители социалистических партий, в том числе эсер А.Ф. Керенский. Второй кризис разразился в июне 1917 г. вследствие забастовок и массовых демонстраций рабочих Петрограда под лозунгами "Вся власть Советам!" и "Долой министров-капиталистов!". Начавшееся наступление на Юго-Западном фронте способствовало спаду антиправительственных выступлений. Провал наступления и выход из правительства министров от партии кадетов вызвали третий (июльский) кризис. 3-4 июля в Петрограде прошла грандиозная вооруженная демонстрация, организованная по инициативе большевиков. Всероссийский исполнительный комитет (ВЦИК), избранный на I Всероссийском съезде Советов (июнь 1917 г.), объявил события в столице "большевистским заговором" и признал "неограниченные полномочия и неограниченную власть" Временного правительства, т.е. июльский кризис положил конец двоевластию. Новое правительство возглавил Керенский. Петроград был объявлен на чрезвычайном положении. Начались аресты большевиков. Ленину, обвиненному в организации вооруженного мятежа, удалось скрыться.
12-15 августа в Москве состоялось Государственное совещание, призванное упрочить позиции Временного правительства. 25 августа генерал Л.Г. Корнилов, ставший Верховным главнокомандующим, двинул с фронта войска на Петроград с целью установления военной диктатуры для подавления революции. Министры- кадеты в знак солидарности с Корниловым вышли из правительства. В свою очередь, Керенский объявил Корнилова мятежником и отстранил от должности. Действия Керенского были поддержаны революционно настроенными частями Петроградского гарнизона и Балтийского флота, отрядами рабочей Красной гвардии, находившимися под контролем большевиков. 30 августа войска Корнилова были остановлены, а сам он арестован. Провал правого переворота привел к усилению леворадикальных сил революции. В конце августа власть перешла к Совету пяти (Директории) во главе с министром-председателем Керенским.
1 сентября 1917 г. Россия была провозглашена республикой. 14-22 сентября в Петрограде прошло Всероссийское демократическое совещание, принявшее решение, в соответствии с которым будущее правительство объявлялось ответственным перед представительным органом (Предпарламентом), формируемым из числа делегатов Демократического совещания. 25 сентября было сформировано новое коалиционное правительство во главе с Керенским; преобладающее влияние в нем получили социалисты (10 мест из 16). 2 октября Временное правительство утвердило положение о Предпарламенте, получившем название Временного Совета Российской республики. Большевики отказались от участия в работе Предпарламента.
Обстановка в России осенью 1917 г. характеризовалась нарастанием общенационального системного кризиса, охватившего все стороны экономической, социальной и политической жизни. Положение Временного правительства становилось все более непрочным. В стране нарастала разруха, сокращалось производство, реальной стала опасность надвигавшегося голода. В деревне начались массовые погромы помещичьих усадеб, захваты крестьянами не только помещичьих, но и монастырских земель. Солдаты устали от войны, на фронте участились братания солдат. Фронт начал разваливаться, усилилось дезертирство. Власть Временного правительства с каждым днем слабела. К осени 1917 г. его власть фактически была парализована: декреты его не исполнялись или игнорировались, все меньше становилось его сторонников и защитников, что во многом объясняет ту сравнительную легкость, с какой оно было свергнуто большевиками в октябре 1917 г.