国内战争时期
布列斯特和约签订后，1918年3月辞去外交人民委员的职务，任最高军事委员会主席（9月改组为共和国革命军事委员会），主持建军工作，指挥红军与协约国入侵军队与白党军队作战担任最高军事委员会主席和军事人民委员，具体负责组建红军和指挥军事作战。
国内战争期间，一直乘坐指挥专列巡回于俄国各战区，为红军的组建和壮大做出了无与伦比的贡献，成为国内各条战线上胜利的"唯一的组织者"，"红军的缔造者"、"红军的领袖和组织者"，被外界誉为“红色拿破仑”，当时连斯大林也不得不认同。但因行事严酷，也遭到谴责。
由于官僚极权对信息的封锁，后人常常根据极端偏颇的材料而认为托洛茨基只是一个知识分子文人，其实他文武双全，且谙熟军事指挥艺术，还曾亲临战场。正是他作为十月革命的最高军事领袖（十月革命期间他与士兵一起在战壕里作战），并且在1918年缔造并指挥苏联红军，是一个杰出的军事家。国内战争期间，他甚至坐装甲列车冒着枪林弹雨亲临战场指挥作战（托洛茨基专列），差点被炸死；当反革命军队进攻彼得堡时，当时的彼得格勒领导人季诺维也夫吓得半死，（这事使他丢脸）托洛茨基却从容不迫指挥作战。
同时托洛茨基又是一个高明的外交家，他曾经强硬要求英国政府释放因反战宣传被囚禁在英国的俄国流亡革命者，否则不许英国公民离开俄国，连英国政府方面都觉得此举无懈可击；他还把盛气凌人的法国到访者当场轰出他的办公室（革命前法国一直是俄国的头号债主与政治操纵者），却彬彬有礼地欢迎前来缓和冲突的法国大使，一高一低的姿态显示了托洛茨基高超谋略智慧，堪称有理、有力、有节的外交典范。
社会主义建设前期
1920年底，国内战争结束，全国进入恢复国民经济的新时期。但此时战时共产主义政策的弊端已经部分显露出来。1920年初赴乌拉尔地区考察，返回后便在俄共政治局中首先提出实行渐进农业税，但遭到当时普遍抱乐观态度的其他中央委员的反对。
托洛茨基随后主持铁路工作，认为在战时共产主义体制下工会没有独立存在的必要。在1920年11月初召开的全俄工会第五次代表会议上，反对在工会中扩大民主，主张把行政命令的方法搬到工会中。提出把战时共产主义的"螺丝钉扭紧一下"和"把工会整刷一下"的口号。对此列宁、季诺维也夫、布哈林、托洛茨基等人在中央政治局展开了持续数月的激烈的争论。1921年3月，俄共（布）第十次代表大会召开，对工会问题的争论作了总结，肯定了列宁为首的中央的路线。此时，战时共产主义政策造成的国内经济危机加重并导致政治危机，战时共产主义被终止，新经济政策开始实行。
1922年12月，列宁抱病重新审查了与格鲁吉亚布尔什维克冲突的前因后果,终于明白了斯大林作为民族人民委员在格鲁吉亚的粗暴举动。他发现斯大林加诸格鲁吉亚“分裂主义者”的指控都是虚假的。
列宁健康时，还能将他作为一件工具，但他现在已经住进了护理室，实际上被看管起来了。所以，列宁才总是抱怨，医生总是在加以限制，他对外界的情况总是一无所知。所以，列宁知道格鲁吉亚的真相后才如此震惊，事件本身尚且不论，更吃惊的是斯大林表现出来的势力和野心，他知道自己已经被这件原来的工具控制了。
斯大林获得了看护列宁的权力，熟知中国历史，清楚雍正皇帝这一段历史的人不难理解，斯大林通过此举获得了继承最高权力的保障。列宁急切地想解除斯大林的看管，所以才屡次表示对斯大林的不信任，我们就不难理解列宁写给斯大林的信件，要求斯大林向自己妻子道歉，接着要求解除一切私人关系的信件的深层目的。但唯一能解除这一权力的是政治局，由于“三驾马车”和”五人小组“和“七人小组”（斯大林、季诺维也夫、加米涅夫、布哈林、李可夫、托姆斯基、古比雪夫，即除托洛茨基之外的全部政治局委员再加上中央监察委员会主席。）的存在，也就等于是要求斯大林自己放弃这一权力（斯大林在指责托洛茨基搞派别活动之前自己就在搞派别活动），列宁这一目的无疑会落空。
列宁最终选择了与“托洛茨基同志一致”的意见，除了这次的“格鲁吉亚问题”外，在“对外贸易垄断权”、“国家计划委员会的优先地位”、“共产国际的统一战线”、“对工农检察院的批评”、“党的官僚主义”等等一系列国内外重大问题上，列宁和托洛茨基也都是团结一致甚至是紧密合作的。然而，在几次重大斗争中，托洛茨基选择了“靠不住的妥协”，与列宁的合作最终走向失败。
“当列宁还能从事斗争时，托洛茨基依靠列宁的支持，还有获胜的可能，甚至在列宁逝世后，他利用列宁交给他的“炸弹”，也仍有获胜的可能。但他却出于对“空位期”和党的分裂的顾虑，没有积极地利用这些有利的条件，从而导致自己彻底的失败。当列宁已经决定撤消斯大林的总书记职务，开除其党羽奥尔忠尼启则和捷尔任斯基的党籍时，他还有所保留，仍希望斯大林能改过自新，希望最高领导层能竭诚合作。在他的对手们私下策划要在政治上把他搞垮时，他却令人不解地无所作为，竟然还去郊区打猎，以致染上使他丧失战斗力的疾病。托洛茨基这样做，也许是意识到力量对比悬殊，如他在自传中所说的，即便获得胜利，其结果能维持多久是颇成问题的。也许他是出于自信，象他这样能够准确地把握历史转折契机、叱咤风云、扭转乾坤的人，只要有机会，必将会东山再起。因此，他想进行一场长期斗争，从做青年工作入手。
但他没有充分认识他的对手斯大林，对手们针对他进行的斗争的性质也不够明确。这场斗争对斯大林和季诺维也夫来说，是一场夺取最高权力的斗争，夺取权力是唯一目标，因而在手段上无所不用其极。权力斗争是你死我活的斗争，斗争的对手是获得或保持权力的障碍，不把障碍除掉就得不到权力，所以就千方百计、不择手段地干掉对手，这场斗争与列宁领导下的布尔什维克以往的党内斗争完全不同，在那些斗争中，尽管不排除策略，但要取胜主要是依靠理论和决策的正确性，通过辩论和投票解决问题。这种党内斗争是同志之间理论观点、方针政策分歧的斗争，斗争的双方是同志，所以允许人犯错误、允许保留观点，也给人改过的机会。可惜这个优良的党内斗争传统被罪恶的夺权斗争破坏殆尽。”（《托落茨基自传》中译本译者前言）
1923年，随着德国革命的失败，托洛茨基牵头的40多名老布尔什维克联名发表“新方针”，提出振兴革命的新纲领，包括遏止新经济政策、实行计划经济、扩大工人阶级民主的一系列具体方针政策，但遭到斯大林等当权派打压。
社会主义建设中期
1924年1月21日，列宁与世长辞。季诺维也夫、加米涅夫、斯大林三头执政，合谋排挤托洛茨基。斯大林派从他们的观点出发将马列主义者攻击的“托洛茨基主义”“托派”，将早已被许多人淡忘的列宁与托洛茨基的旧分歧提出来，指责“托洛茨基主义”违背了“列宁主义”。列宁还曾忧心忡忡地对人说，我担心有人会利用我和托洛茨基过去的旧分歧搬弄是非；
1924年秋，托洛茨基接连抛出《论列宁》和为《1917年》一书所写的序言《十月的教训》等小册子，被指责为“篡改历史，歪曲列宁形象，诋毁列宁主义，抬高自己的身价，妄图以托洛茨基主义来顶替列宁主义，改变党的路线”。在托洛茨基发动新的进攻面前，斯大林立即进行了坚决的回击。斯大林先后发表了《论列宁》，《论列宁主义基础》等重要著作进行争斗，同时向全党提出了"埋葬托洛茨基主义这一思潮"的口号。1925年1月联共（布）中央全会批判了托洛茨基的言行，解除了其革命军事委员会主席的职务，并给予最严厉警告。
1925年1月，斯大林派支配的俄共（布）中央全会通过《关于托洛茨基言论的决议》，批评他“企图用托洛茨基主义来偷换列宁主义”；苏维埃中央执行委员会主席团决定解除托洛茨基陆海军人民委员和革命军事委员会主席的职务，1925年1月被迫辞军事人民委员之职。改任电气技术发展局局长，兼工业与技术委员会主席。从此斯大林修正主义通过种种合法及非法手段逐步篡夺了布尔什维克的领导权。5月，托洛茨基出任租让委员会主席，后任电力技术管理局局长和工业科学技术院院长。…
