1917年2月23日（公历3月8日），俄国妇女为纪念三八国际妇女节，几千名彼得格勒纺织厂的女工关掉了机器，上街举行示威游行。2月24日，罢工和示威游行迅速在全城蔓延，到25日，彼得格勒的所有工厂全部停产，所有的商店关门，街上到处是游行队伍。一些示威者捣毁警察局，解除了警察的武装。骚乱演变为革命。
当骚乱开始之时，聚集俄国各种政治势力的杜马（即议会）正在彼得格勒塔夫里达宫开会，一些议员严厉批评沙皇专制，要求立即成立对杜马负责的内阁政府，声称只有这样才能使首都恢复秩序。尼古拉二世闻讯后大怒，26日他下令解散杜马。
与此同时，下令彼得格勒的部队以武力平息骚乱。军队开始向人群开枪，许多示威者伤亡。这立即激怒了游行示威的人们，他们响应布尔什维克的号召，开始武装起义。一些士兵也开始站在起义者一边。二月革命进人了高潮。起义者打开监狱，释放政治犯，解除反动军警武装，占领政府机关，逮捕沙皇的大臣和将军。
2月27日晚，彼得格勒工人苏维埃成立，在塔夫里达宫召开第一次代表大会。
杜马不愿看到由苏维埃掌握政权，3月1日晚，它与彼得格勒苏维埃的代表进行谈判，同意接受苏维埃提出的大多数条件，苏维埃也同意由杜马组织临时政府。当天夜里，杜马任命了由贵族李沃夫亲王为首的第一届临时政府。
沙皇匆忙从莫吉廖夫赶回首都。列车行驶了一半路程时沙皇获悉前面的铁路与车站已被起义者控制，不得不决定改道去北方前线司令部所在地普斯科夫。当天深夜，沙皇的专列驶人普斯科夫车站，沙皇走出车厢时发现并没有仪仗队前来欢迎，前去迎接的鲁茨基将军表情冷淡，甚至在他的眼睛中可以看出一丝敌意。在双方的会谈中，鲁茨基告诉沙皇，后方的军队已开始哗变，军队已无法控制，只有进行政冶改革，才能稳定局势。
3月2日上午，杜马的两位代表来到普斯科夫，正式要求尼古拉二世将皇位让与年幼的皇储阿历克赛，并由尼古拉二世的弟弟米哈依尔摄政。沙皇接受了杜马的建议，但决定将皇位直接让与米哈依尔，和不是年幼的儿于。
当天夜里11时40分，尼古拉二世用颤抖的手在退位诏书上签上自己的名字。第二天傍晚，仅仅出任一天沙皇的米哈依尔同样在退位诏书上签字。至此，建立于1613年的罗曼诺夫王朝灭亡了。