Матросов в период восстания, прежде всего, отличала наполненность революционной энергией и инициативностью. Они в равной степени могли выплескиваться как на подталкивание событий, поскольку в восстании на полдороге останавливаться нельзя, так и на самоорганизацию восставших. В состоянии возбуждения революционной толпы ведущая роль в ней матросов все-таки больше не провоцировала, а гасила левый экстремизм. Как отмечал Л.Д. Троцкий, днем 25 октября матросы, натыкаясь на противника на улицах, или вытесняя юнкеров при занятии телефонной станции и других объектов, не хотели драться “от сознания силы” и оружие для них служило “пока только внешним признаком силы”, а разоружить врага стремились особенно рабочие. В частности, опыт матросов в вопросе самосудов позволял им безошибочно угадывать предпосылки для расправ и принимать меры, чтобы их не допускать. Например, такой опыт явно проявился при аресте членов Временного правительства и конвоировании их матросами в Петропавловку. Все это повлияло на то, что Октябрьское восстание, как известно, обошлось почти без жертв, а среди тех нескольких человек (по разным данным — до десяти), которые оказались убитыми, как сообщал ряд источников, большинство были матросами. Есть основания полагать, что некоторые из них были убиты именно при стремлении не допустить проявлений левого экстремизма».
В ночь на 25 октября из Гельсингфорса были отправлены один за другим три эшелона балтийских моряков общей численностью около четырех с половиной тысяч человек. Рано утром 25 октября в Петроград вышли эскадренные миноносцы «Забияка», «Самсон», «Меткий» и «Деятельный».
Тогда же матросы 2-го Балтийского флотского экипажа атаковали Главный почтамт. Первая атака была отбита юнкерами и казаками. Тогда возглавлявший отряд матрос М.Д. Горчаев разделил силы на две группы и возобновил атаку. Первая группа отвлекла на себя внимание противника, а вторая обошла здание и атаковала с другой стороны. Почтамт был захвачен. Одновременно отряд под командованием матроса П.Д. Малькова снял юнкерские посты на Невском проспекте. Матросы гвардейского экипажа захватили Государственный банк. Затем солдаты, красногвардейцы и матросы заняли Центральную телефонную станцию. Отряд под командованием матроса-анархиста А.В. Мокроусова захватил Телеграфное агентство. Член ЦИК матрос-большевик Н.Г. Маркин с группой матросов занял Министерство иностранных дел. Другие матросские отряды подавили сопротивление офицеров, засевших в гостинице «Астория», заняли Балтийский, Варшавский и Финляндский вокзалы, закрыли проправительственную газету «Биржевые ведомости».
Утром 25 октября к причалам Гельсингфорса из Свеаборга начали подходить катера с вооруженными матросами, которые, высадившись на берег, направились к вокзалу. Вскоре в Петроград отправился первый эшелон. Однако в пути железнодорожники сделали все возможное, чтобы задержать его движение. Из-за этого матросы из Гельсингфорса прибыли в Петроград с большим опозданием и в штурме Зимнего дворца не участвовали.
В решающий день октябрьского переворота главной силой были матросы Кронштадта и Петрограда.
Получив через связных указания ВРК, Кронштадтский Совет призвал матросов к выступлению. Всю ночь на 25 октября матросы приводили в порядок оружие, снаряжение и форму. Утром на Якорной площади Кронштадта состоялся многотысячный митинг. Перед отъезжающими выступил матрос-большевик И. Флеровский, призвавший уничтожить проклятых министров-капиталистов. В составе отправляемого в столицу отряда были матросы флотских экипажей, минной и машинной школ, корабельных команд учебных кораблей «Азия», «Океан», «Народоволец», а также члены команды недавно погибшего у Моонзунда линкора «Слава».
Матросов в Петроград переправляли на войсковых транспортах, пассажирских колесных катерах и баржах. На переходе их сопровождал минный заградитель «Амур» и яхта «Зарница» под флагом Красного Креста для раненых. Короче, было использовано все, что могло передвигаться по воде. Недаром потом в Петрограде ходила частушка:
Одновременно утром 25 октября отряд комиссара Б.А. Бреслава вышел на катерах из Кронштадта и высадился в Ораниенбауме, где занял вокзал и железнодорожную линию, разоружил школу прапорщиков, захватил склад с пулеметами и боеприпасами.
Из Гельсингфорса в Петроград выехал второй отряд революционных моряков. Команда линкора «Петропавловск» заявила о готовности выступить против правительства: «Все как один человек должны громко и грозно крикнуть в стан наших врагов: “Вам вреден и страшен съезд Советов, но мы не допустим вас посягнуть на наши права, на права наших организаций; прочь от них свои кровавые щупальцы, иначе гнев революционного народа сметет с лица земли вас и ваши дьявольски хитросплетенные сети кабалы и рабства”».