К лету 1917 в партии было около 1 млн чел. Эсеры в день октябрьского переворота 25 октября (7 ноября) 1917 года заявили, что захват власти большевиками является преступлением перед родиной и революцией. Фракция левых эсеров при этом поддержала большевиков. На выборах во Всероссийское учредительное собрание эсеры победили, получив 374 места из 766. Председателем открывшегося 5 января 1918 года и проработавшего всего один день Учредительного собрания был избран лидер эсеров Виктор Чернов.

В начале 1919 года Московское бюро ПСР, а затем и остальные эсеровские организации, высказались против каких-либо соглашений как с большевиками, так и с «буржуазной реакцией». Вместе с тем было признано, что опасность справа является большей, и потому было решено отказаться от вооружённой борьбы с советской властью. Для использования потенциала партии эсеров в борьбе с белыми, 26 февраля 1919 года советское правительство легализовало партию эсеров. Но эсеры не прекращали резкую критику большевистского режима и гонения на партию были возобновлены: было запрещено издание «Дела народа», был арестован ряд активных членов партии. Тем не менее пленум ЦК ПСР, состоявшийся в апреле 1919 года, исходя из того, что у партии нет сил вести вооружённую борьбу сразу на два фронта, призвал пока не возобновлять её против большевиков.

К началу 1921 года ЦК ПСР фактически прекратил свою деятельность. К тому времени часть членов ЦК или погибли, или добровольно вышли из состава ЦК, или уехали за границу. Оставшиеся в России члены ЦК ПСР почти поголовно находились в тюрьмах.