Приход большевиков к власти расколол российское общество на два противоборствующих лагеря. Нарастание противоречий привело к столкновению интересов различных социальных групп. Это стало главной причиной Гражданской войны.
В этот период Петросовет осуществлял снабжение города топливом и продовольствием, вел борьбу с эпидемиями, после войны занимался восстановлением городского хозяйства и промышленности. Также контролировал железные дороги, типографии и распределение финансовых средств.
13 декабря 1917 г. председателем Петроградского Совета был избран Григорий Евсеевич Зиновьев. Именно на его плечи легло все бремя ответственности за состояние дел в городе после переезда правительства в Москву в марте 1918 г.
10 марта президиум Петросовета объявил о создании Петроградской трудовой коммуны во главе с Советом комиссаров, который стал исполнительным органом Петросовета. После образования Союза коммун Северной области в конце апреля 1918 г. был организован Совет комиссаров и комиссариаты нового Союза.
В июне 1918 г. состоялись первые заранее объявленные и специально организованные выборы Петроградского Совета. Согласно Конституции Российской социалистической федеративной советской республики, принятой в 1918 г. V Всероссийским съездом Советов, избирательного права лишались лица, «прибегающие к наемному труду с целью извлечения прибыли», «живущие на нетрудовой доход», частные торговцы, духовные служители церкви, служащие бывшей полиции. Инструкция по проведению выборов, разработанная Петросоветом, способствовала преобладанию среди депутатов представителей рабочего класса.
Весной 1919 г. активизировалось вступление членов Петросовета в Красную Армию. В мае-июне, во время первого похода белогвардейцев на Петроград, в рядах защитников города находилось так много депутатов, что было принято постановление о довыборах на фабриках и заводах.
Листовка «Наказ. Выбирая своего представителя в Совет рабочих и красноармейских депутатов…». С призывом стоять за Советскую власть. 1919 г. Бумага, печать типографская. 55×35. ГМПИР. Ф. II-54077.
Схема «Состав Петроградского совета рабочих и красноармейских депутатов 2 половины 1919 г.». Сборник стенографических отчетов заседаний Петроградского совета рабочих и красноармейских депутатов созыва второй половины 1919 г. Заседания №№ 1-14 от 11 июля 1919 г. — 20 декабря 1919 г. Библиотека ГМПИР.
Несмотря на тяжелейшее социально-экономическое положение страны в период Гражданской войны, руководители Петросовета делали все возможное для решения острых проблем Петрограда.
Чрезвычайно остро стоял вопрос продовольственного снабжения Северной столицы. Петросовет и подчиненные ему органы (Комиссариат продовольствия, Петроградская потребительская коммуна) принимали меры для его решения. В соответствии с принципами вновь принятой Конституции РСФСР с августа 1918 г. в Петрограде был введен классовый паек. Преимущество в снабжении продовольствием получали рабочие, а представители так называемых «эксплуататорских классов» обеспечивались по остаточному принципу.
С этого же времени подчиненные Петросовету органы управления жилищно-коммунальным хозяйством приступили к муниципализации жилых домов и «уплотнению барских квартир» пролетариями.
Очередь у магазина в период Гражданской войны. Петроград. 1918 г. Автор съемки не установлен. ЦГАКФФД СПб. Оп. 1ГР-27. Ед. хр. 40227.
Еще одним испытанием стали вспыхнувшие в городе эпидемии сыпного и возвратного тифа, гриппа, дизентерии и холеры. Большевики сосредоточили в своих руках имевшуюся материальную базу здравоохранения — за счёт этого они получили возможности для системного подхода к борьбе эпидемиям и могли не только лечить больных, но и прививать здоровых. В Петрограде органом, ответственным за борьбу с опасными инфекциями, был подчиненный Петросовету Комиссариат здравоохранения Союза коммун Северной области.
К концу 1920 г. обозначился топливный кризис — не стало ни угля, ни дров, ни нефти. В условиях Гражданской войны топливо требовалось, прежде всего, для продолжения работы военных заводов Петрограда. Петросовет, стремясь своими силами найти решение топливного кризиса, постановил отключить электрическое освещение в целях экономии энергии, свести к минимуму работу предприятий и организовать заготовку дров, торфа и сланцев в окрестностях города. Зиновьев предложил организовать из частей защищавшей город 7-й Красной армии особую Трудовую армию со специальными задачами по добыче торфа и разработке горючих сланцев.
В 1920 г. произошли новые изменения в управлении городом в связи с общероссийской административной реформой. После X съезда Советов Петрограда и Петроградской губернии прошло объединение губернского и городского исполкомов. Высшим органом управления стал губернский съезд Советов рабочих, крестьянских и красноармейских депутатов, который созывался 2 раза в год. Петросовет оставался высшим органом власти Петрограда.