Сохранился документ, выданный 5 сентября 1917 года судовым комитетом линейного корабля «Петропавловск»: «Судовой комитет удостоверяет, что т. Дыбенко действительно выбран и уполномочен командой л. к. «Петропавловск» на 2-й Обще-Балтийский Съезд».
В июне Керенский приказал командованию Балтийского флота сформировать из добровольцев шесть ударных батальонов. Дыбенко, ощущая собственную силу, отменил приказ (см. книгу Ивана Жигалова «Дыбенко»). Балтийцы вообще не желали считаться с Временным правительством, слабым и нерешительным. Дыбенко и другие большевики откровенно призывали свергнуть правительство и взять власть в свои руки.
Павел Ефимович встретился с Лениным. Владимир Ильич отчаянно нуждался в поддержке балтийских моряков, но с некоторой опаской посматривал на импульсивного и поддающегося эмоциям союзника. Он безуспешно пытался урезонить председателя Центробалта.
— Смотрите, не набедокурьте, — говорил Ленин, — а то я слышал, что вы там с правительством не ладите. Как бы чего не вышло…
— Ничего, — ответил Дыбенко, — это наговоры, мы люди скромные и вперед батьки в пекло не полезем.
Но именно это Павел Ефимович и сделал в силу своего необузданного темперамента и авантюрного характера.
Первого июля 1917 года на заседании Центробалта Дыбенко предложил арестовать комиссара Временного правительства в Гельсингфорсе и взять в свои руки средства связи и контроль над оперативными действиями командования флота.
А 2 и 3 июля Дыбенко председательствовал на заседаниях судовых комитетов, где под его нажимом были приняты резолюции о свержении Временного правительства. В Петроград на миноносцах отправилась делегация с требованием передать власть в руки Советов. Делегацию задержали. Тогда в Петроград отправились еще три миноносца, на одном из них находился Дыбенко. Но июльская попытка большевиков захватить власть не удалась. 5 июля Дыбенко, как и почти все лидеры большевиков, был арестован.
Всех большевиков держали в тюрьме на Арсенальной набережной — она состояла из двух крестообразных зданий и потому называлась «Кресты». В соседней камере оказались Владимир Александрович Антонов-Овсеенко, будущий нарком по военным делам, и будущий заместитель Дыбенко Федор Раскольников. 4 июля 1917 года Раскольников шел по Петрограду во главе колонны кронштадтских матросов, поэтому он провел в тюрьме на месяц больше Дыбенко.
В «Крестах» сидела и член Петроградского совета Александра Михайловна Коллонтай, с которой Дыбенко познакомился в Гельсингфорсе.
Первоначально их всех собирались судить за попытку организовать военный переворот. Но Керенскому для этого не хватило воли, решимости.