Для всех народов России Первая мировая война стала тяжёлым испытанием, сопровождавшимся значительными жертвами. Западные губернии были оккупированы германо-австрийскими войсками. По мере усталости от тягот военного времени и неудач на фронтах общенациональное единение постепенно сменилось усилением национальных и сепаратистских движений. Националистические круги стали считать, что поражение России в войне будет способствовать получению культурно-национальной автономии или даже независимости. В ряде мест дело дошло до открытых выступлений. Мусульмане в Российской империи были освобождены от воинской повинности. Однако летом 1916 г. был опубликован указ Николая II о направлении «инородцев» на тыловые работы, который был воспринят как начало мобилизации. Последовали восстания в ряде районов Средней Азии против «белого царя», сопровождавшиеся невероятной жестокостью в отношении русскоязычного населения. К началу 1917 г. властям, используя войска, удалось подавить основные очаги этих выступлений, но окончательно разгромить повстанцев так и не получилось. Вскоре ситуация на национальных окраинах обострилась. По мере ослабления центральной власти местные элиты приобретали всё больший политический вес. Резко активизировались национальные партии и движения. Требования национально-культурной автономии менялись на откровенный сепаратизм, стремление к выходу из состава России. На общественные настроения оказывала серьёзное влияние деятельность зарубежных государств, носившая подрывной характер. Германия и Австро-Венгрия решили использовать момент и поддержать требования независимости Польши, Финляндии, Прибалтики и Украины. Уже сразу после Февральской революции Временное правительство выпустило обращение «К братьям-полякам», в котором пообещало создание польского государства после решения этого вопроса Учредительным собранием. В апреле 1917 г. вышло постановление «Об отмене вероисповедных и национальных ограничений», отменявшее, в частности, запрет на постоянное проживание евреев за пределами «черты оседлости». Были восстановлены автономные права Финляндии. Однако в финском обществе усилились настроения в пользу полной самостоятельности. После Октября 1917 г. сейм провозгласил Финляндию независимым государством. Это решение в декабре 1917 г. признали большевики. Обострилась ситуация в Киеве. В марте 1917 г. там было принято решение образовать независимый орган власти — Центральную раду под председательством М. Грушевского. Несколько месяцев спустя Центральная рада провозгласила автономию в составе России. В июле 1917 г. на съезде ряда буржуазных и национальных партий и организаций в Минске была образована Белорусская рада. Её руководители также стали добиваться предоставления Белоруссии автономии в рамках Российского государства.

После прихода большевиков к власти в Петрограде власть Временного правительства в Киеве также была свергнута. Однако Центральная рада отказалась признать Совнарком законным правительством и провозгласила образование Украинской народной республики (УНР) на территории ряда южных губерний России. При этом она стала претендовать на другие южнороссийские территории. Страны Антанты УНР не признали. 16(29) ноября 1917 г. в Харькове исполком Советов в Донецко-Криворожской области принял резолюцию: «Развернуть широкую агитацию за то, чтобы оставить весь Донецко-Криворожский бассейн1 в составе Российской Республики». В феврале 1918 г. была провозглашена Донецко-Криворожская республика (Донецкая республика, Донбасская республика) в качестве автономии в составе РСФСР. В начале 1918 г. была также провозглашена Одесская советская республика. В декабре 1917 г. большевики созвали в Харькове I Всеукраинский съезд Советов, который провозгласил Украину советской республикой. Съезд принял решение об установлении федеративных отношений с Советской Россией. В январе 1918 г. в ряде городов Украины вспыхнули вооружённые выступления рабочих, в ходе которых установилась советская власть. Киев был взят отрядами Красной Армии. Центральная рада оккупирована австро-немецкими войсками. Германия и её союзники формально признали независимость УНР и настояли на участии её правительства в переговорах в Бресте. После подписания Брестского мира Германия расширила границы УНР, включив в её состав также территории Донецкой республики, Одесской народной республики, Западно-Украинской народной республики. На эти территории, а также в Крым были введены немецкие войска. Страны Антанты отказались признавать эти территориальные изменения. Однако границы вновь образованной Украины не были пересмотрены и после аннулирования Брестского мира. В апреле 1918 г. оккупанты разогнали Центральную раду. Была провозглашена «Украинская держава» во главе с германским ставленником гетманом П. Скоропадским. Сравнительно быстро советская власть победила в Белоруссии, Эстонии и неоккупированной части Латвии. Однако начавшиеся революционные преобразования были прерваны немецким наступлением. В феврале 1918 г. немецкими войсками был захвачен Минск. С разрешения германского командования здесь было объявлено о создании Белорусской народной республики. Её буржуазно-националистическое правительство не получило от немцев реальной власти, однако объявило об отделении Белоруссии от России. Революционные части стали активной силой в установлении советской власти на неоккупированной территории Латвии. По решению партии в Петроград были направлены латышские стрелки для охраны большевистского руководства. В феврале 1918 г. германские войска захватили всю территорию Латвии и с согласия Антанты не покинули её даже после поражения Германии в Первой мировой войне. В ноябре 1918 г. здесь было сформировано Временное правительство, объявившее Латвию независимой республикой. В феврале 1918 г. немецкие войска вторглись в Эстонию. В ноябре 1918 г. здесь стало действовать Временное правительство, подписавшее 19 ноября договор с Германией о передаче ему всей полноты власти. В декабре 1917 г. «Литовский совет» — литовское правительство — выступил с декларацией «О вечных союзных связях Литовского государства с Германией». В феврале 1918 г. «Литовский совет» с согласия германских оккупационных властей принял акт о независимости Литвы. Несколько иначе развивались события в Закавказье. В ноябре 1917 г. здесь был создан меньшевистский Закавказский комиссариат, организованы национальные воинские части. Деятельность Советов и большевистской партии была запрещена. В феврале 1918 г. здесь возник новый орган власти — сейм, объявивший Закавказье «независимой федеративной демократической республикой». Однако в мае 1918 г. это объединение распалось, после чего возникли три республики — Грузинская, Азербайджанская и Армянская, возглавлявшиеся правительствами умеренных социалистов.

1 ноября 1917 г. власть в Туркестане перешла в руки исполкома Ташкентского совета, состоявшего из русских. В конце ноября на общемусульманском съезде в Коканде был поставлен вопрос об автономии Туркестана и создании национального правительства. В феврале 1918 г. Кокандская автономия была ликвидирована отрядами местных красногвардейцев. В конце апреля краевой съезд Советов принял «Положение о Туркестанской советской федеративной республике» в составе РСФСР. Часть мусульманского населения восприняла это как наступление на исламские традиции. Началась организация вооружённых отрядов, членов которых стали называть басмачами. В марте 1918 г. объявлено о создании Татаро-Башкирской советской республики в составе РСФСР на части территории Южного Урала и Среднего Поволжья. В мае 1918 г. съезд Советов Кубани и Черноморья провозгласил Кубано-Черноморскую республику составной частью РСФСР. В это же время образовались Донская автономная республика и Советская республика Таврида в Крыму. Провозгласив Россию Советской Федеративной Республикой, большевики поначалу не определили чёткие принципы её устройства. Нередко она мыслилась как федерация Советов, т. е. территорий, на которых существовала советская власть. По мере укрепления власти большевиков их взгляды на строительство федеративного государства становились более определёнными. Автономность была признана только в отношении народов, создавших национальные Советы, а не за каждым областным Советом, как это было в 1918 г. В составе советской федерации были созданы Башкирская, Татарская, Киргизская (Казахская), Горская, Дагестанская национальные автономные республики, а также Чувашская, Калмыцкая, Марийская, Удмуртская (Вотская) автономные области, Карельская трудовая коммуна и Коммуна немцев Поволжья.