После Февральской революции 1917 в К., как и во всей России, установилось двоевластие. В марте в Верном, Семипалатинске, Петропавловске, Кустанае, Актюбинске, Акмолинске, Перовске и др. городах были образованы Советы рабочих и Советы солдатских депутатов; в марте — апреле 1917 большинство их слилось в объединённые Советы рабочих и солдатских депутатов. На проходивших в апреле — мае крестьянских съездах избирались Советы крестьянских и Советы киргизских (казахских) депутатов. В Советах первоначально преобладали меньшевики и эсеры. Одновременно с Советами возникли органы буржуазного Временного правительства: Туркестанский комитет [7 (20) апреля], областные и уездные комитеты Временного правительства, исполнительные комитеты и комиссариаты в городах и волостях. Опираясь на русскую буржуазию и казахских буржуазных националистов, они продолжали антинародную политику царизма. Казахские баи-феодалы и буржуазные националисты образовали в июле 1917 контрреволюционную партию «Алаш». В августе — сентябре в Семиреченской области и Букеевской степи Временное правительство ввело военное положение. К осени 1917 большевики завоевали руководство в Оренбургском, Перовском, Петропавловском и некоторых др. советах. Семипалатинский областной съезд крестьянских депутатов в начале октября вынес постановление о необходимости перехода власти к Советам. Были организованы первые в К. отряды Красной Гвардии. В сентябре — октябре 1917 в некоторых городах К., на станциях Оренбургско-Ташкентской железной дороги прошли забастовки и демонстрации под большевистскими лозунгами. Происходили аграрные выступления казахской и русской бедноты в Темирском, Кокчетавском, Петропавловском и др. уездах, в Семиреченской и Семипалатинской областях, в Букеевской степи.
К. в период Великой Октябрьской социалистической революции, Гражданской войны и военной интервенции (1917—20). Борьба за установление и победу Советской власти проходила в К. из-за низкого уровня социально-экономического развития в особенно сложной обстановке. В Сырдарьинской (ноябрь 1917), Акмолинской (ноябрь 1917 — январь 1918) областях, Букеевской степи (декабрь 1917) Советская власть была установлена мирным путём; в январе — феврале 1918 в Тургайской обл. и Семипалатинске — в результате вооруженной борьбы. Антисоветский мятеж атамана Дутова (см. Дутова мятеж) в ноябре 1917 в Оренбургском крае, который поддержали казахские буржуазные националисты — алашордынцы, меньшевики и эсеры, был быстро подавлен. 18 (31) января 1918 отряды балтийских моряков, красногвардейцев Петрограда, Поволжья, Средней Азии и К. освободили Оренбург. 2—3 марта восстали руководимые большевиками трудящиеся Верного. Власть в области перешла к Семиреченскому ВРК. В Уральске Совет взял власть в свои руки в январе 1918, но не смог упрочить её. Наряду с ним существовало контрреволюционное «Войсковое правительство» Уральского казачьего войска. После установления Советской власти проводилась ломка старого и создание нового, советского государственного аппарата. Прошли уездные и областные съезды Советов. На основе Декрета о земле конфискованы и переданы трудящимся казахским и русским крестьянам крупные земельные владения. Постановлением СНК РСФСР от 11 мая 1918, подписанным В. И. Лениным, были национализированы крупные промышленные предприятия. Началась подготовка образования советской автономии К. Две южные области — Сырдарьинская и Семиреченская вошли в состав Туркестанской АССР, созданной в апреле 1918.
Весной и летом 1918 бо'льшая часть края была захвачена интервентами (см. Чехословацкого корпуса мятеж) и белогвардейцами, совместно с которыми действовали казахские буржуазные националисты. Банды атамана Дутова, 3 июля вновь захватившие Оренбург, отрезали часть К. и всю Туркестанскую АССР от центра России. Образовались фронты: Оренбургский (он назывался также Северный Туркестанский), Семиреченский и Уральский (южный фланг Восточного фронта). В советских районах края (Сырдарьинская область, бо'льшая часть Семиреченской и Тургайской областей, Букеевская степь) формировались части и соединения Красной Армии, в составе которых сражались русские, казахи, уйгуры и др. Самоотверженную работу проводили коммунисты (см. раздел Коммунистическая партия Казахстана). Советская Россия оказывала всю возможную помощь трудящимся К. и Средней Азии. По распоряжению В. И. Ленина осенью 1918 на Оренбургский фронт через Астрахань, Каспийское море и степи Устюрта был доставлен (под руководством комиссара Степного края А. Т. Джангильдина) большой транспорт оружия и боеприпасов. В тылу врага действовали партизанские отряды, в частности отряд Амангельды Иманова в Тургайской области. 22 января 1919 советские войска Восточного и Оренбургского фронтов в результате комбинированного наступления освободили Оренбург; 24 января — Уральск. Была восстановлена прямая связь с центральными районами РСФСР.
В апреле 1919 белогвардейцы вновь захватили Актюбинск, вторично отрезав советские районы К. от центральных районов страны. Советские войска отошли к ж.-д. станции Кандагач. В конце апреля белогвардейцы осадили Уральск (см. Уральская оборона 1919). Осложнилось положение и на Семиреченском фронте. Большую помощь Красной Армии оказывали партизаны. Под руководством подпольных партийных организаций проходили восстания народных масс. В Кустанайском у. повстанцы под руководством Военно-революционного штаба (Л. И. Таран, М. Г. Летунов, Н. И. Миляев и др.) 5 апреля освободили Кустанай и после вынужденного отступления из города продолжали борьбу. Весной 1919 произошло массовое восстание против белогвардейцев в с. Мариинском Акмолинской области, которое возглавили большевики. Командующим отрядами повстанцев был избран Н. М. Ирченко. К восставшим присоединялись крестьяне десятков сёл. Белогвардейцам удалось подавить восстание лишь в мае 1919. В северном Семиречье с октября 1918 по октябрь 1919 сражались окруженные белогвардейцами жители 12 советских селений. Это героическое сопротивление получило название «Черкасская оборона». В северо-восточных районах Семиречья с белогвардейцами вели борьбу партизанские отряды «Красных горных орлов Тарбагатая». Разгром главных белогвардейских сил адмирала Колчака частями Красной Армии на Восточном фронте облегчил и ускорил освобождение северных и восточных районов К. Советские войска Туркестанского фронта, образованного в августе 1919 (командующий М. В. Фрунзе, член РВС В. В. Куйбышев), наступавшие с севера, и наступавшие с юга войска Туркестанской АССР разбили Южную армию Колчака и 13 сентябре соединились. В начале 1920 было завершено освобождение западных районов края. В марте 1920 ликвидирован Семиреченский фронт. Остатки войск белогвардейцев бежали в западный Китай. Красная Армия при поддержке трудящихся К. ликвидировала мятежи в г. Верном (июнь), Семипалатинском, Усть-Каменогорском и др. у. (июль — август).
Образование и развитие казахской советской государственности неразрывно связано с именем В. И. Ленина. 10 июля 1919 Ленин подписал декрет СНК РСФСР об образовании Революционного комитета по управлению Киргизским (первоначальное, до апреля 1925, название Казахстана) краем; в состав ревкома вошли С. С. Пестковский, А. Т. Джангильдин, С. М. Мендешев, А. Айтиев и др. 26 августа 1920 ВЦИК и СНК РСФСР приняли декрет, подписанный В. И. Лениным и М. И. Калининым, «Об образовании Автономной Киргизской Советской Социалистической Республики» в составе РСФСР со столицей в Оренбурге. В республику вошли территории Акмолинской, Семипалатинской, Тургайской, Уральской областей и части территории Закаспийской области, Астраханской и Оренбургской губернии, населённые казахами. Большую и самоотверженную работу проводили коммунисты, руководимые образованным по решению ЦК РКП (б) от 30 апреля 1920 Киргизским областным бюро РКП (б). 4—12 октября 1920 в Оренбурге состоялся Учредительный съезд Советов К., на котором были избраны ЦИК (председатель С. М. Мендешев) и СНК (председатель В. А. Радус-Зенькович) республики. В административном отношении республика делилась на Акмолинскую, Букеевскую (часть бывшей Астраханской губернии), Оренбурго-Тургайскую (бывшая Тургайская, Уральская область и часть Оренбургской губернии) и Семипалатинскую губернии и Адаевский район (часть бывшей Закаспийской области). В 1921 Оренбурго-Тургайская губерния разделена на Актюбинскую, Кустанайскую, Оренбургскую и Тургайскую губернии (последняя упразднена в том же году и включена в Кустанайскую).