Троцкий приехал в Петроград. На пограничной (на тот момент) с Финляндией станции Белоостров его встретила делегация от социал-демократической фракции «объединённых интернационалистов» и ЦК большевиков. Прямо с Финляндского вокзала отправился на заседание Петросовета, где в память о том, что он уже был председателем Петросовета в 1905 году, ему предоставили место с совещательным голосом.
Вскоре стал неформальным лидером «межрайонцев», занимавших критическую по отношению к Временному правительству позицию. После провала попытки июльского восстания был арестован Временным правительством и обвинён, как и многие другие, в шпионаже; при этом ему было предъявлено обвинение в проезде через Германию. (Однако, по утверждению Млечина: «В 1917 году в списке тех большевиков, которым Временное Правительство пыталось предъявить обвинение в шпионаже, Троцкий не фигурировал»).
