С конца 1910 в России начался новый подъём революционного движения. В декабре 1910 по инициативе Л. в Петербурге стала издаваться газета «Звезда», 22 апреля (5 мая) 1912 вышел первый номер ежедневной легальной большевистской рабочей газеты «Правда». Для подготовки кадров партийных работников Л. в 1911 организовал партийную школу в Лонжюмо (под Парижем), в которой прочитал 29 лекций. В январе 1912 в Праге под руководством Л. состоялась 6-я (Пражская) Всероссийская конференция РСДРП, изгнавшая меньшевиков-ликвидаторов из РСДРП и определившая задачи партии в обстановке революционного подъёма. Чтобы быть ближе к России, Л. в июне 1912 переехал в Краков. Оттуда он направляет работу бюро ЦК РСДРП в России, редакции газеты «Правда», руководит деятельностью большевистской фракции 4-й Государственной думы. В декабре 1912 в Кракове и в сентябре 1913 в Поронине под руководством Л. состоялись совещания ЦК РСДРП с партийными работниками по важнейшим вопросам революционного движения. Большое внимание Л. уделял разработке теории национального вопроса, воспитанию членов партии и широких масс трудящихся в духе пролетарского интернационализма. Он написал программные работы: «Критические заметки по национальному вопросу» (1913), «О праве наций на самоопределение» (1914).
С октября 1905 по 1912 Л. был представителем РСДРП в Международном социалистическом бюро 2-го Интернационала. Возглавляя делегацию большевиков, он принимал деятельное участие в работе Штутгартского (1907) и Копенгагенского (1910) международных социалистических конгрессов. Л. вёл решительную борьбу против оппортунизма в международном рабочем движении, сплачивая левые революционные элементы, много внимания уделял разоблачению милитаризма и разработке тактики большевистской партии по отношению к империалистическим войнам.
В годы 1-й мировой войны 1914—18 партия большевиков во главе с Л. высоко подняла знамя пролетарского интернационализма, разоблачила социал-шовинизм лидеров 2-го Интернационала, выдвинула лозунг превращения империалистической войны в войну гражданскую. Война застала Л. в Поронине. 26 июля (8 августа) 1914 Л. по ложному доносу был арестован австрийскими властями и заключён в тюрьму в г. Новый Тарг. Благодаря содействию польских и австрийских социал-демократов Л. был 6(19) августа освобожден из тюрьмы. 23 августа (5 сентября) он выехал в Швейцарию (в Берн); в феврале 1916 переехал в Цюрих, где жил до марта (апреля) 1917. В манифесте ЦК РСДРП «Война и российская социал-демократия», в работах «О национальной гордости великороссов», «Крах II Интернационала», «Социализм и война», «О лозунге Соединенных Штатов Европы», «Военная программа пролетарской революции», «Итоги дискуссии о самоопределении», «О карикатуре на марксизм и об ''империалистическом экономизме''» и др. Л. развил дальше важнейшие положения марксистской теории, разработал стратегию и тактику большевиков в условиях войны. Глубоким обоснованием теории и политики партии по вопросам войны, мира и революции явился труд Л. «Империализм, как высшая стадия капитализма» (1916). В годы войны Л. много работал над вопросами философии (см. «Философские тетради»). Несмотря на трудности военного времени, Л. наладил регулярное издание ЦО партии газеты «Социал-демократ», установил связи с партийными организациями России, направлял их работу. На международных социалистических конференциях в Циммервальде [август (сентябрь) 1915] и Кинтале (апрель 1916) Л. отстаивал революционно-марксистские принципы, вёл борьбу против оппортунизма и центризма (каутскианства). Сплачивая революционные силы в международном рабочем движении, Л. закладывал основы для образования 3-го, Коммунистического Интернационала.
Получив в Цюрихе 2(15) марта 1917 первые достоверные известия о начавшейся в России Февральской буржуазно-демократической революции, Л. определил новые задачи пролетариата и большевистской партии. В «Письмах издалека» он сформулировал политический курс партии на переход от первого, демократического, этапа ко второму, социалистическому, этапу революции, предупредил о недопустимости поддержки буржуазного Временного правительства, выдвинул положение о необходимости перехода всей власти в руки Советов. 3(16) апреле 1917 Л. вернулся из эмиграции в Петроград. Торжественно встреченный тысячами рабочих и солдат, он произнёс краткую речь, закончив её словами: «Да здравствует социалистическая революция!». 4(17) апреля на совещании большевиков Л. выступил с документом, вошедшим в историю под названием Апрельских тезисов В. И. Ленина («О задачах пролетариата в данной революции»). В этих тезисах, в «Письмах о тактике», в докладах и выступлениях на 7-й (Апрельской) Всероссийской конференции РСДРП (б) Л. развил план борьбы партии за переход от буржуазно-демократической революции к революции социалистической, тактику партии в условиях двоевластия — установку на мирное развитие революции, выдвинул и обосновал лозунг «Вся власть Советам!». Под руководством Л. партия развернула политическую и организаторскую работу в массах рабочих, крестьян, солдат. Л. направлял деятельность ЦК РСДРП (б) и центрального печатного органа партии — газеты «Правды», выступал на собраниях и митингах. С апреля по июль 1917 Л. написал свыше 170 статей, брошюр, проектов резолюций большевистских конференций и ЦК партии, воззваний. На 1-м Всероссийском съезде Советов (июнь 1917) Л. выступил с речами по вопросу о войне, об отношении к буржуазному Временному правительству, разоблачая его империалистическую, антинародную политику и соглашательство меньшевиков и эсеров. В июле 1917 после ликвидации двоевластия и сосредоточения власти в руках контрреволюции мирный период развития революции закончился. 7(20) июля Временное правительство отдало приказ об аресте Л. Он вынужден был уйти в подполье. До 8(21) августа 1917 Л. скрывался в шалаше за оз. Разлив, близ Петрограда, затем до начала октября — в Финляндии (Ялкала, Гельсингфорс, Выборг). И в подполье он продолжал руководить деятельностью партии. В тезисах «Политическое положение» и в брошюре «К лозунгам» Л. определил и обосновал тактику партии в новых условиях. Исходя из ленинских установок, 6-й съезд РСДРП (б) (1917) принял решение о необходимости взятия власти рабочим классом в союзе с беднейшим крестьянством путём вооруженного восстания. В подполье Л. написал книгу «Государство и революция», брошюры «Грозящая катастрофа и как с ней бороться», «Удержат ли большевики государственную власть?» и др. работы. 12—14(25—27) сентября 1917 Л. написал письмо Центральному, Петроградскому и Московскому комитетам РСДРП (б) «Большевики должны взять власть» и письмо в ЦК РСДРП (б) «Марксизм и восстание», а затем 29 сентября (12 октября) статью «Кризис назрел». В них на основе глубокого анализа расстановки и соотношения классовых сил в стране и на международной арене Л. сделал вывод, что назрел момент для совершения победоносной социалистической революции, и разработал план вооруженного восстания. В начале октября Л. нелегально возвратился из Выборга в Петроград. В статье «Советы постороннего» 8(21) октября он изложил тактику проведения вооруженного восстания. 10(23) октября на заседании ЦК РСДРП (б) Л. выступил с докладом о текущем моменте; по его предложению ЦК принял резолюцию о вооруженном восстании. 16(29) октября на состоявшемся расширенном заседании ЦК РСДРП (б) Л. в своём докладе отстаивал курс на восстание, резко критиковал позицию противников восстания Л. Б. Каменева и Г. Е. Зиновьева. Крайне опасной для судеб революции Л. считал позицию отсрочки восстания до созыва 2-го съезда Советов, на чём особенно настаивал Л. Д. Троцкий. Заседание ЦК подтвердило ленинскую резолюцию о вооруженном восстании. В ходе подготовки восстания Л. направлял деятельность Военно-революционного центра, созданного ЦК партии, и Военно-революционного комитета (ВРК), образованного по предложению ЦК при Петроградском совете. 24 октября (6 ноября) в письме в ЦК Л. требовал немедленно перейти в наступление, арестовать Временное правительство и взять власть, подчёркивая, что «промедление в выступлении смерти подобно» (там же, т. 34 с. 436).