1926年春夏之际，托洛茨基与季诺维也夫等人结成新的反斯派联盟，即所谓“托季反党联盟”。他们挑起了关于一国能否建成社会主义问题的辩论。他们提出的《世界分工论》、《超工业化计划》等理论和做法，在全党对未来一片乐观的情况下，理所当然地受到全党的谴责和否定。托季反党联盟的活动遭到沉重打击以后，暂时有所收敛。当英国张伯伦政府同苏联断绝外交关系和贸易关系，各帝国主义国家企图重新发动反苏武装干涉之际，托洛茨基又加紧了他们的活动。炮制和散布了大量纲领和宣言，其中有《十三人宣言》（1926年7月）、《八十三人宣言》（1927年5月25日）、《十五人政纲》（1927年6月）、《反对派政纲》（又称《九月三日政纲》）、《布尔什维克列宁主义者（反对派）提交联共（布）第十五次代表大会的提纲》等等，对党的方针政策进行了全面攻击。对托洛茨基这些言论和活动，联共（布）中央决定把托洛茨基、季诺维也夫和加米涅夫先后开除出政治局和中央委员会，解除季诺维也夫的共产国际主席、托洛茨基候补执行委员的职务。
托洛茨基垮台之后，斯大林马上把矛头对准了季诺维也夫。基洛夫被暗杀后，季诺维也夫和加米涅夫被以列宁格勒反对派总部组织暗杀基洛夫的罪名逮捕并判刑，后来又再次进行审判，被判处死刑。他们早就了解斯大林的为人和残忍本性，他们在与托洛茨基结盟前就写下遗书，一旦意外死亡，定是被斯大林暗杀。尽管如此，他们在内务部严刑逼迫他们承认捏造的罪行时，仍相信
斯大林虚假的承诺而在法庭上自作自践。季诺维也夫临刑前的最后一句话是：“看在上帝的面上，同志们，看在上帝的面上，请给斯大林同志打个电话吧！”——《斯大林肃反秘史》
1927年中国第二次革命失败，托洛茨基抨击了斯大林的对外政策，托洛茨基屡次提议要中共退出国民党，及采取独立的工农革命政策，均遭斯大林控制下的第三国际（共产国际）拒绝（共产国际当时的计划是把国民党吸收入共产国际），终至中共及工农群众在毫无戒备下遭国民党屠杀。中国革命的失败，使斯大林感到恐惧，他加紧打击托季联盟，托季联盟成员却并没有停止行动。11月7日，他们纠集其追随者组织了游行示威，走上了公开反对斯大林的道路。对此，联共(布)党采取了断然措施：11月14日党中央委员会和中央监察委员会联席会议决定将托洛茨基、季诺维也夫开除出党，托季联盟被彻底击溃了。许多“党内左翼反对派份子”被逮捕、流放。苏共十五大以后，斯大林领导的中央对“党内左翼反对派份子”和支持或同情反对派观点的人采取了严厉的行政制裁措施。
1928年托洛茨基被流放到阿拉木图。1929年2月12日被逐出国，抵土耳其。1932年被取消苏联国籍。
在斯托斗争中，左翼反对派以托为首严重低估了官僚化倾向，错失斗争良机（在1925年之前左翼反对派有人提出武装推翻斯大林集团、将之关禁闭，但遭到托洛茨基反对。列宁的妻子克鲁普斯卡娅当时甚至私下说要把斯大林送上绞刑架。托当时宁愿把斯大林当做同志、将斗争控制在党内范围，直到1928年共产国际六大问题才得以公开）。更要命的是，在当时论战双方都把列宁当做最高权威抬出时，托洛茨基等人却坚决反对公布列宁遗嘱。另一个重大的主观原因是当时俄国革命者早已出现了分化，话说不到一起，对问题的敏锐性也有很大不同，致使左翼反对派不能在同一个时期里聚集起足够的力量。从客观方面看，国际工人阶级的革命情绪低落（1923年后），三年内战和反帝国主义干涉战争造成的最优秀的一批革命者和革命工人死伤、脱离大工业，以及俄国工人从新经济政策中得到的初步实惠，这些都严重削弱了左翼反对派的政治基础。但反对派在斗争的主观方面的失利无疑是其失败的更直接原因。
托洛茨基错过1924－1927年的斗争良机而使左翼反对派失利后，拒绝承认苏联官僚化的不可逆转，仍寄希望于在苏联无产阶级推动下的上层政治改良，并且要求各国左翼反对派留在共产党内为革命路线而斗争。直至1933年希特勒上台后他才宣告第三国际无可救药，并认为只有一场自下而上的政治革命能够挽救堕落了的苏联工人国家，并指导其支持者为第四国际而斗争。
托洛茨基在国民经济管理与研究工作中颇有创造：是苏俄新经济政策的首先提议者以及社会主义计划经济的首先实践者、提议者。1928年斯大林迟迟开始的计划经济实验，是对1923年以托洛茨基为首的左翼反对派经济纲领的拙劣剽窃和粗暴翻版。因为统治者的政策迟到，使得新经济政策到1928年已产生了一个威胁政权生存的农村资产阶级，而苏俄工人阶级国家不得不强力解决—而且是不得不借助已蜕化为官僚集团的强力来解决冲突—结果导致了1929年到30年代初的大饥荒和对农民的大量冤枉错杀。
流放期间
1928年1月，托洛茨基被流放哈萨克斯坦的阿拉木图。在流放所，并未停止活动。不仅同全国各地的余党频繁通信，为之出谋划策，还加紧撰写著作，起草了几十万字的《共产国际纲领草案（对基本原理的批判）》，继续攻击联共（布）和共产国际。此时托派已从反对派完全变成了“反苏维埃组织”、"敌视无产阶级专政的组
织"。因此，1929年1月20日苏联政府决定将其驱逐出境。1932年2月又剥夺了其苏联公民权。
被驱逐出国后，先后流亡土耳其的普林基波岛、法国和挪威等地，最后定居墨西哥。流亡期间，受到各进步团体的隆重欢迎。此间一直进行着反斯大林主义的活动。写了大量著作反对斯大林，坚持和宣传“不断革命论”。
西班牙内战期间，支持无政府主义者，遭到斯大林主义者的仇视。希特勒在德国登台后，第三国际不顾托洛茨基自1930年以来不断的警告，大大低估纳粹党的危险性，同时拒绝与社会民主党建立统一战线对抗纳粹，结果使德国工人阶级的组织——长期处于国内第一大党地位的德国共产党毫无抵抗地被粉碎，并使法西斯势力横行十余年。
居住墨西哥期间，托洛茨基表示不会干预和评论墨西哥内政，但在国际与苏联的问题上，却加紧开展政治活动。他把建立托派第四国际作为一生中最重要的工作之一，发动了一场组织成立第四国际的运动。1938年9月3日，30多名来自10个国家的代表在巴黎开会，成立了第四国际即世界社会主义革命党。
1937年1月23日－30日，苏联最高人民法庭开庭审讯所谓 “托洛茨基反苏案”，13名“托
派份子”被判处死刑。而托洛茨基及其儿子被作为“人民公敌”被控为各种旨在颠覆苏联政府的阴谋、破坏、暗杀活动的主谋和指使者。1938年3月，莫斯科又宣判，托洛茨基与纳粹德国和法西斯日本勾结，还与英国和波兰的政府达成卖国协议；同时被控暗杀基洛夫和企图谋害斯大林等人，又指控其谋害高尔基等人。就这样，托洛茨基被足足三次缺席判处死刑。
托洛茨基是被斯大林驱逐出境的。显然斯大林不久就后悔了。把这样一个死对头放到国外去自由行动，对斯大林是个极大威胁。所以托洛茨基在国外多次遇刺，他所携带的档案遇盗，就不足为怪了。托洛茨基一家的命运是悲惨的。儿子列夫·谢多夫是他流亡国外的主要助手，1938年在巴黎的一家医院可疑地死去。女儿齐娜在柏林自杀身亡，而留在苏联从事科技工作的儿子谢尔盖则被斯大林逮捕，最后死在集中营。
托洛茨基本人最终也没有能摆脱斯大林的魔掌。1940年5月23日托洛茨基在墨西哥的寓所遭到不明身份的武装分子的袭击，托洛茨基一家幸免于难。但是没过多久，克格勃的特工，一个名叫拉蒙·梅尔卡德的西班牙人混进托洛茨基的宅院，用冰斧击中托洛茨基的头部，托受致命伤，抢救无效，于8月21日去世。他虽然逃过了斯大林1930年代大审判的子弹，但最后仍不免丧生在斯大林杀手的冰斧之下。他多活了几年，但其最终结局同留在国内的他的战友是一样。唯一的不同是他没有在“无产阶级法庭”上遭受那种屈辱，用不着“悔过”，用不着把自己鬼化，至死保持了人的尊严，一个革命者的尊严。 …
