Из семьи офицера. В революционном движении с 1901 г. Член РСДРП с 1902 г. Меньшевик. Окончил Владимирское пехотное училище в Петербурге. В Революции 1905–1907 гг. — один из руководителей военных восстаний в Польше, Севастополе. В 1906 г. приговорён к смертной казни, заменённой 20 годами каторги, бежал. С 1910 г. в эмиграции, примыкал к меньшевикам-партийцам. В конце 1914 г. заявил о солидарности с большевиками по вопросу об отношении к мировой войне.
С мая 1917 г. — в России, вступил в большевистскую партию в Петрограде. Член Военной организации при Центральном Комитете РСДРП(б), вёл революционную работу среди солдат Северного фронта и моряков Балтийского флота, один из редакторов газеты «Волна». Участник Всероссийской конференции фронтовых и тыловых организаций РСДРП(б) (июнь). После Июльского кризиса заключён в петроградскую тюрьму «Кресты»; совместно с Ф.Ф. Раскольниковым от имени арестованных большевиков подписал протест Временному правительству против ареста. 4 сентября освобожден под залог. Центробалтом назначен комиссаром при генерал-губернаторе Финляндии. Участвовал во Всероссийском Демократическом совещании (сентябрь).
Делегат 2-го съезда моряков Балтийского флота (сентябрь–октябрь), огласил текст воззвания «К угнетённым всех стран». 30 сентября избран членом Финляндского областного бюро РСДРП(б). Член Организационного комитета и делегат съезда Советов Северной области (октябрь), избран членом исполнительного комитета. 15 октября участвовал в работе конференции военных организаций РСДРП(б) Северного фронта, от которого в ноябре избран членом Учредительного Собрания.
Член Петроградского Военно-революционного комитета. 23 октября на заседании Петроградского Совета рабочих и солдатских депутатов проинформировал о том, что большинство частей гарнизона выступает за установление власти Советов, что под большевистским контролем оружейные заводы и склады, укреплено внешнее кольцо обороны Петрограда, вооружается Красная Гвардия, парализованы действия штаба Петроградского военного округа и Временного правительства.
С 24 октября — член Полевого штаба ВРК, один из организаторов операций по блокированию Зимнего дворца. 26 октября — один из руководителей захвата Зимнего дворца и ареста Временного правительства. Вошел в Совет Народных Комиссаров – член Комитета по военным и морским делам. Во время подавления выступления А.Ф. Керенского – П.Н. Краснова (27 октября – 2 ноября) — член штаба Петроградского военного округа и помощник командующего войсками военного округа, с 9 ноября — командующий войсками военного округа.
С декабря командовал войсками в боях с казаками атамана А.М. Каледина на Дону, с гайдамаками Центральной Рады и австро-германскими оккупантами на Украине. Один из организаторов Красной Армии. В конце августа – начале сентября 1918 г. возглавлял советскую делегацию на переговорах в Берлине с представителями германского правительства о возможности участия немецких войск в вооруженной борьбе с английскими оккупантами на севере Европейской России. В годы Гражданской войны на военной, затем — на государственной и дипломатической работе.
13 октября 1937 г. арестован и 8 февраля 1938 г. Военной коллегией Верховного суда СССР приговорён к расстрелу по обвинению в принадлежности к руководству «троцкистской террористической и шпионской организации». Расстрелян. В 1956 г. реабилитирован.
Автор сочинений по истории 1917 года в России.