В решающие дни февраля мы видим Ворошилова в гуще рабочих демонстраций. Еще в начале 1917 года он установил связь с некоторыми солдатами Измайловского полка. Теперь он приобрел влияние в гарнизоне. От солдат Измайловского полка Ворошилов был избран в первый же состав Петроградского Совета. Однако Ворошилова зовут в Луганск, и он с согласия руководства партии едет снова в Донбасс, где его избрали председателем городского комитета партии.
Февральская революция дала свободу всем политическим партиям и группам России. Вместе с различными националистическими организациями в одном лишь Луганске действовало 15 различных партий. Однако партия большевиков стала здесь наиболее сильной революционной организацией. К концу июля в луганскую организацию большевиков входило уже больше 2500 человек. От Луганска Ворошилов участвовал также в VI съезде партии, взявшем курс на вооруженное восстание. Но в Луганске дело обошлось без восстания. Уже в августе большевики победили здесь на выборах в городскую думу, председателем которой был избран Ворошилов. В дни корниловского мятежа в Луганске было создано несколько отрядов Красной гвардии. А в сентябре на перевыборах Советов большевики получили две трети всех мандатов. К своей должности городского головы Ворошилов прибавил и пост председателя Совета. Не только фактически, но и формально большевистская организация Луганска взяла власть в городе в свои руки. Ворошилов не поехал на 2-й Всероссийский съезд Советов, у него было слишком много дел в городе. От Луганска на съезде присутствовали двое большевиков. Однако именно Ворошилов был избран заочно на этом съезде Советов членом ВЦИК.
Только в декабре 1917 года Ворошилов, делегат Учредительного собрания, выехал в Петроград. Он принял участие в работе 3-го съезда Советов и был снова избран во ВЦИК. По просьбе Дзержинского Ворошилов вошел в первый состав ВЧК. Его пребывание в столице затягивалось из-за необходимости выполнить многие поручения ЦК, а также СНК РСФСР. В одном из постановлений СНК было, например, записано: "Поручить тов. Ворошилову ликвидацию бывшего Петроградского Градоначальства согласно плану тов. Дзержинского и организацию специального органа для поддержания спокойствия и порядка в Петрограде. Для помощи ему в этом деле организовать комиссию из трех лиц... Поручить организацию этой комиссии тов. Ворошилову".
