Une semaine après la signature de l'armistice entre la Russie et l'Allemagne et près de trois semaines après la déclaration d'un cessez-le-feu sur le front oriental, les représentants des deux pays entament des négociations de paix à Brest-Litovsk, près de la frontière polonaise, dans l'actuelle ville de Brest , en Biélorussie.

Le chef de la délégation russe était Leon Trotsky, commissaire du peuple bolchevique aux relations extérieures. Max Hoffmann, commandant des forces allemandes sur le front est, a été l’un des principaux négociateurs du côté allemand. La principale divergence d’opinion à Brest-Litovsk portait sur la cession de la terre russe aux Allemands. Les Russes exigeaient une paix sans annexion ni indemnité et les Allemands ne voulaient pas céder sur ce point. En février 1918, Trotsky annonça qu'il retirait les Russes des pourparlers de paix et la guerre reprenait.

Malheureusement pour la Russie, avec la reprise des combats, les puissances centrales ont rapidement pris le dessus en prenant le contrôle de la majeure partie de l'Ukraine et de la Biélorussie. Les bolcheviks espèrent que les travailleurs allemands et autrichiens, offensés par l’ambition territoriale nue de leurs gouvernements, se révolteront au nom du prolétariat international et disparaîtront bientôt. Le 3 mars 1918, la Russie accepta des conditions de paix encore plus sévères que celles suggérées à l'origine, perdant la Pologne, la Lituanie et les États baltes d'Estonie, de Livonie et de Courlande au profit de l'Allemagne. La Finlande et l’Ukraine ont vu dans la faiblesse de la Russie une occasion de déclarer leur indépendance. Au total, Brest-Litovsk a privé le nouvel État de Lénine d’un million de kilomètres carrés de territoire et d’un tiers de sa population, soit 55 millions d’habitants.