Однако главные события революции в это время переместились из Петербурга в Москву. В ответ на арест Петербургского Совета конфедерация московских большевиков постановила объявить 7 декабря всеобщую стачку и перевести ее в вооруженное восстание. Это решение поддержал Московский Совет, который объявил в своем манифесте беспощадную войну самодержавию. 10—11 декабря стачка 150 тысяч рабочих Москвы переросла в восстание. В течение 10 дней 2 тысячи вооруженных и 4 тысячи невооруженных членов боевых дружин вели бои на баррикадах в ряде районов Москвы. После прибытия туда войск 15—16 декабря у сил контрреволюции был создан численный перевес и восстание было разгромлено. Аналогичным образом развивались восстания в Ростове, Новороссийске, Екатеринославе, Горловке, Харькове, Александрове, Красноярске, Чите, Перми, Нижнем Новгороде и других городах.
К концу декабря все восстания были подавлены, а их участники понесли большие потери. Только в Москве было убито более 1059 участников боев. По стране действовали карательные экспедиции. К апрелю 1906 года общее число расстрелянных, повешенных или убитых достигло 14 тысяч человек. Число политических заключенных в тюрьмах составляло 75 тысяч. Одним из них был Троцкий.
Как и пять лет назад, Троцкий снова оказался в царской тюрьме. Он назвал этот период своей жизни «вторым тюремным циклом», который прошел в петербургских тюрьмах. Сначала Троцкий находился в «Крестах», затем в Петропавловский крепости, затем в Доме предварительного заключения и под конец был помещен в пересыльную тюрьму. Троцкий отмечал, что «условия были несравненно благоприятнее», чем в тех тюрьмах, в которых он побывал в начале своей революционной деятельности. Здесь Троцкий имел возможность работать. По словам отбывавшего заключение с ним Сверчкова, «тюремная камера Троцкого превратилась в какую-то библиотеку». В тюрьмах он написал работу «Итоги и перспективы», которая, по его словам, представляла собой «наиболее законченное для того периода обоснование теории перманентной революции».
Через несколько месяцев, в апреле 1906 года, был арестован и автор теории перманентной революции Парвус, который вскоре оказался вместе с Троцким в Петропавловской крепости. Здесь же находился и Дейч, который предлагал осуществить побег из тюрьмы. Троцкий был против. Позже он заявлял: «Меня привлекало политическое значение предстоящего процесса».
19 сентября 1906 года открылся процесс по делу Петербургского Совета. В своем выступлении на суде Троцкий, с одной стороны, старался доказать отсутствие у Совета плана восстания, а с другой стороны, воспользоваться трибуной для того, чтобы объявить о неизбежности выступления широких масс на борьбу против существующего строя. Он провозглашал: «Какое бы значение ни имело оружие, не в нем, господа судьи, великая сила. Нет! Не способность массы убивать других, а ее великая готовность умирать – вот что, господа судьи, с нашей точки зрения, определяет победу народного восстания».
В зале суда находились родители Троцкого. Как вспоминал Троцкий, «во время моей речи, смысл которой не мог быть ей вполне понятен, мать бесшумно плакала… В перерыве старики глядели на меня счастливыми глазами. Мать была уверена, что меня не только оправдают, но как-нибудь отличат. Я убеждал ее, что надо готовиться к каторжным работам. Она испуганно и недоумевающе переводила глаза с меня на защитников, стараясь понять, как это может быть. Отец был бледен, молчалив, счастлив и убит в одно и то же время».
Обвиняемые пытались перейти в контрнаступление. Они пытались перевести ход процесса на обсуждение вопроса о еврейских погромах, утверждая, что их подготовка велась в органах правопорядка. Адвокаты обвиняемых потребовали вызова на допрос сенатора Лопухина, утверждая, что он осенью 1905 года открыл в департаменте полиции погромную типографию. Когда суд отказался удовлетворить это требование, обвиняемые устроили обструкцию суду и их удалили из зала. Вслед за ними ушли их адвокаты и их сторонники, находившиеся в зале суда. Приговор был вынесен 16 ноября 1906 года в отсутствие обвиняемых и защиты.
«За состояние участником сообщества, которое постановило своей деятельностью насильственное, посредством организации вооруженного восстания изменение установленного в России основными законами правления на демократическую республику» Троцкий и другие 13 членов Совета были осуждены на пожизненную ссылку. Местом заключения для Троцкого было определено село Обдорское, расположенное за Тюменью на Оби, за Полярным кругом. Троцкий замечал: «До железной дороги от Обдорска – полторы тысячи верст, до ближайшего телеграфа – 800. Почта приходит раз в две недели. Во время распутицы, весной и осенью, она не приходит вовсе».