Дыбенко отсидел два месяца и был освобожден 4 сентября под залог и без права выезда в Гельсингфорс, где находилась база флота. Не обращая внимания на запрет, на следующий день Дыбенко на миноносце вернулся к своим морякам.
После июльских событий Керенский распорядился Центробалт распустить. Но его распоряжения за пределами Зимнего дворца, резиденции правительства, практически никто не исполнял. И Дыбенко вновь стал председателем Центробалта.
Два месяца за решеткой нисколько не испугали Дыбенко. Та легкость, с которой он вышел из тюрьмы, напротив, убедила его в очевидной слабости Временного правительства. В октябре 1917 года на съезде Советов Северной области Дыбенко держал речь от имени Балтийского флота:
— Флот категорически отказывается выполнять какие бы то ни было приказы Временного правительства… Все силы и средства Балтийского флота — в распоряжении съезда. В любой момент флот по вашему зову готов к выступлению.
Николай Дыбенко и Владимир Антонов-Овсеенко договорились так. Если Антонов-Овсеенко пришлет телеграмму следующего содержания: «Центробалт. Дыбенко. Высылай устав» — это означает просьбу отправить в Петроград не меньше четырех миноносцев, один крейсер и отряд моряков численностью до пяти тысяч человек. В ночь на 25 октября Дыбенко получил радиограмму от Антонова-Овсеенко. Центробалт отправил на помощь большевикам крейсер «Аврору» и несколько других кораблей. Из Кронштадта в Петроград пришел отряд моряков, полных решимости взять власть.
После того как Временное правительство было арестовано, большевики на скорую руку сформировали собственное. Решили обязательно ввести в состав Совета народных комиссаров представителя балтийских моряков — главной военной силы, принявшей их сторону.
С Дыбенко связались из Петрограда по прямому проводу:
— Правительство Керенского свергнуто. Ленин избран главой правительства. Состав Военной коллегии: Антонов-Овсеенко, Крыленко и ты, Павел. Ты должен немедленно выехать в Петроград.
Дыбенко, не очень понимая, что он с этой минуты становится руководителем Военно-морского флота России, ответил:
— Считаю совершенно неправильно в данный момент отрывать меня от флота. В Петрограде вас много. Когда будете уверены в успехе и больше от флота не потребуется поддержки, тогда и выеду.
Дыбенко было всего 28 лет. Впрочем, остальные члены коллегии по военным и морским делам тоже были молоды. Антонову-Овсеенко исполнилось 37. Крыленко — 32. Утром 28 октября Павел Ефимович с отрядом моряков прибыл в Петроград.
Восемнадцатого ноября 1917 года открылся I Всероссийский съезд Военного флота. Съезд избрал Верховную морскую коллегию во главе с Дыбенко. Прямо на съезде присваивались воинские звания. Павла Ефимовича хотели произвести сразу в адмиралы. Он отказался: