Однако победа ленинского меньшинства при голосовании по столь важному вопросу повергла ЦК в еще большее смятение. Урицкий от своего имени и от имени членов ЦК Бухарина, Ломова, Бубнова, кандидата в члены ЦК Яковлевой, а также Пятакова и Смирнова, заявил, что не желает нести ответственности за принятое меньшинством ЦК решение, поскольку воздержавшиеся члены ЦК были против подписания мира, и пригрозил отставкой всех указанных большевистских работников. Началась паника. Сталин сказал, что оставление оппозицией "постов есть зарез для партии". Троцкий — что он "голосовал бы иначе, если бы знал, что его воздержание поведет к уходу товарищей". Ленин соглашался теперь на "немую или открытую агитацию против подписания" — только чтоб не уходили с постов и пока что подписали мир. Но левые коммунисты ушли, оговорив за собой право агитировать за войну в партийной прессе.
Совместное заседание ЦК РСДРП(б) и ЦК ПЛСР было назначено на вечер 23 февраля. Протокол его числится в ненайденных и о том, как проходило заседание, ничего не известно. Ряд сведений говорит за то, что большинство ПЛСР поддержало Троцкого. Вопрос затем был передан на обсуждение фракций ВЦИК, заседавших всю ночь с 23 на 24 февраля то порознь, то совместно. Небольшой зал, отведенный для фракции большевиков, был забит до отказа. Кроме фракции там находились члены Петроградского совета и партийный актив города. Заседание вел Свердлов. Ленин пришел позже и выступил с речью, в которой доказывал, что все пути оттяжки и саботажа мирных переговоров уже испробованы и пройдены.
Большинством голосов фракция РСДРП(б) во ВЦИКе приняла резолюцию о согласии на германские условия мира. Левые коммунисты пробовали добиться от фракции права свободного голосования, но потерпели поражение: в ответ была приняла резолюция о дисциплине, обязывающая всех членов фракции большевиков либо голосовать за мир, либо не участвовать в голосовании. На объединенном заседании большевистской и левоэсеровской фракций ВЦИКа левые коммунисты вновь высказались против подписания мира, но большинства голосов не собрали.
Наконец, в три часа утра 24 февраля в большом зале Таврического дворца открылось заседание ВЦИК. Главных фракций было пять: большевики, левые эсеры, эсеры, меньшевики и анархисты. Ранним утром приступили к поименному голосованию. Каждого из присутствовавших вызывали на трибуну, и вышедший, повернувшись лицом к залу, должен был высказаться за мир или войну. Сцены разыгрывались самые разные. Бухарин, несмотря на директиву большевистской фракции не голосовать против подписания мира, выступает против, "и слова его тонут в аплодисментах половины зала"(33). Его поддерживает Рязанов. Луначарский до самой последней секунды не знает, что сказать: как левый коммунист, он должен быть против, как дисциплинированный большевик — за. Выйдя на трибуну, он произносит "да" и, "закрывая руками судорожно дергающееся лицо, сбегает с трибуны"(34). Кажется, он плачет. Большинство левых коммунистов, не желая голосовать за подписание мира, но не смея нарушить партийную дисциплину, покидает зал еще до голосования (и этим решает исход в пользу Ленина).
У левых эсеров происходит такой же раскол, с той только разницей, что фракция в целом решает голосовать против Брестского мира и обязывает сторонников Ленина воздержаться от голосования. Как и у большевиков, не все соглашаются соблюдать партийную дисциплину в ущерб собственным принципам. За подписание мира голосует Спиридонова, Малкин и ряд других видных членов ЦК. Эсеры и меньшевики голосуют против. Но Ленин все-таки собирает необходимое ему большинство голосов: за ленинскую резолюцию голосует 116 членов ВЦИК, против — 85 (эсеры, меньшевики, анархисты, левые эсеры, левые коммунисты), 26 человек — левые эсеры, сторонники подписания мира — воздерживаются.
В 5.25 утра заседание закрылось. Через полтора часа в Берлин, Вену, Софию и Константинополь передали сообщение Совнаркома о принятии германских условий и отправке в Брест-Литовск полномочной делегации. Для передачи советского согласия в письменной форме из Петрограда в Брест отправился курьер. К 10 часам вечера германское главнокомандование Восточного фронта в ответ на радиограмму о принятии германских условий потребовало подписания мира в течение трех дней с момента прибытия советской делегации в Брест.
