1900年流放期滿，列寧曾被允許回到聖彼得堡，隨後赴瑞士日內瓦大學留學，然後又到斯圖加特、慕尼黑、萊比錫、布拉格、維也納、曼徹斯特和倫敦，從事反政府的職業政治活動。在德國慕尼黑他與馬爾托夫合作創辦了第一份俄國社會民主工黨的報紙《火星報》，先後在萊比錫、倫敦出版。期間他使用過很多別名，最終以“列寧”作為正式名。
不久，列寧撰寫了日後在俄國革命中極具影響力的《怎麼辦》一書。該書明確表示反對伯恩斯坦的修正主義，批評黨內的“經濟派”路線，認為落後群體應接受先進群體的領導，要求把黨建設成一個以“職業革命家”為先鋒核心、有著嚴密組織紀律的機構。1903年，列寧出席了俄國社會民主工黨第二次代表大會，會議中列寧的觀點遭到馬爾托夫、托洛茨基等人的反對，其思想被批評為“雅各賓主義”。由於原則性問題的矛盾，黨內逐漸分裂為以他為首的布爾什維克和以馬爾托夫為首的孟什維克。
為維護布爾什維克政權打擊反對陣營勢力，1917年12月20日，列寧決議組建一個社會主義國家安全機關全俄肅清反革命和怠工特設委員會，任命捷爾任斯基為契卡主席。1918年2月，中央委員會發表了《人民委員會告會俄國勞動人民書》，列寧在《社會主義祖國在危急中》法令中，親筆加入“資產階級中有勞動能力的男女，均應編入挖壕營，受赤衛隊監視，反抗者槍斃。所有敵方奸細、投機商人、暴徒、流氓、反革命煽動者、德國間諜，一律就地槍決”等內容，賦予契卡機關擁有不經審判便可執行槍決的權力。1918年9月，列寧公開聲稱要製造一場針對資產階級反革命的“紅色恐怖”。
1918年1月14日，列寧在彼得格勒完成一次演講後，和瑞士共產黨人弗裏茨·普拉廷共同乘坐一輛汽車，在經過一座橋上時，突然遭遇12名不明身份的槍手猛烈射擊。普拉廷急忙將列寧的頭部按在座位下，而他自己掩護列寧的手卻被打得鮮血直流。事後，契卡人員未能抓獲槍擊者，也未能確定殺手的身份。據後來移居國外的行刺者透露，組織這一行動的是沙科夫斯基公爵，他為這次行動讚助了50萬盧布。
1918年8月30日，列寧在首都莫斯科郊外米赫爾鬆工廠對工人演講後剛要踏上汽車，一位女性上前與其交談，正在列寧回答她時，一支握勃朗寧手槍的手在三步遠的近距離伸了出來，接著響起了三聲槍響。第一發子彈擊中列寧左肩，第二發擊中他的左胸並穿頸而過，第三發卻打中了正在與他談話的女性。列寧當即倒地不省人事。恢複意識後他拒絕前往醫院治療，因為他認為可能會有下一次暗殺等待著他，遂被迅速帶往克裏姆林宮。第二發子彈的位置很危險，醫生無法將其取出。子彈沒有刺穿左肺，但由於血液流入肺髒，情況仍很緊急。而列寧依然繼續工作，身體狀況逐漸恢複。但此次暗殺事件給列寧的健康帶來嚴重的影響，很多人相信他晚年的中風與此有關。這次暗殺同時也引發了部分民眾對列寧的個人崇拜。
目前多數曆史學者認為，盲人女殺手範妮·卡普蘭是開槍射擊列寧的凶手，她是社會革命黨成員。事件發生不久後她就被契卡逮捕，卡普蘭承認自己刺殺了列寧，並表示幕後無人指使，完全是個人所為，因為列寧是“革命的叛徒”。卡普蘭於同年9月3日被槍決，屍體被焚毀。1938年2月，蘇聯當局曾一度宣稱布哈林是幕後主謀，後來又在1988年2月為布哈林平反。由於暗殺過程的資料記載存在諸多疑點，部分學者認為真凶並非卡普蘭而是另有其人，其中列寧的副手、全俄中央執行委員會主席斯維爾德洛夫有重大嫌疑。
由於緊張的革命與戰爭，在暗殺之前列寧的健康已經受到嚴重損害。子彈留在他的頸部，靠脊柱很近，約1cm，當時的醫療條件無法安全取走子彈。直到1922年4月24日，由一位德國醫生為列寧實施手術取出了子彈。1922年5月，列寧第一次中風，右側部分癱瘓，開始減少政務。同年12月第二次中風後，他停止政治活動。1923年3月，他第三次中風，直到去世一直臥床不起，也不能說話。
1924年1月21日，莫斯科時間18時50分，列寧在戈爾基村去世，終年53歲。有90餘萬人出席追悼大會時瞻仰了列寧的遺體並默哀。