Október 25-én hajnalra a szovjet csapatok visszafoglalták a Rádió épületét, majd reggel hat órakor a rádió beolvasta a kormány közleményét, mely szerint „az ellenforradalmi puccskísérletet felszámolták”. A hírek hatására a délelőtt folyamán fegyvertelen tüntetők tömege gyűlt össze Budapest több pontján: a Deák téren, a Bartók Béla úton, az Amerikai úton, az Astoria Szállónál. A tüntetési menetek az Országház elé, a Kossuth térre vonultak, ahol Nagy Imre megjelenését követelték. Közben az Astoriánál és máshol a várost ellenőrző szovjet harckocsik legénysége nyíltan a tüntetőkkel barátkozott, majd több szovjet harckocsi a tüntetők mellé állt és az embertömeggel együtt a Kossuth térre érkezett, ahol már számos szovjet harckocsi állomásozott egy napja. Délelőtt 11 óra körül mintegy 5000 békés tüntető gyűlt össze az Országház előtt. Ekkor a Földművelésügyi Minisztérium, illetve a tér körüli más épületek tetejéről az ÁVH mesterlövészei tüzet nyitottak a tüntetőkre. Erre a szovjet harckocsik egyik része is a tömeg közé lőtt, míg a forradalomhoz pártolt másik részük a háztetőkön megbújó orvlövészekre tüzelt. A tömeg csak nehezen tudott a térről elmenekülni. A vérengzésnek 61 halálos áldozata és több mint 300 sebesültje volt.[11]

A Kossuth téri tömegmészárlás végleg a fegyveres forradalom felé sodorta az eseményeket, ami hamarosan a kormány bukásához vezetett. A Corvin közi felkelők újult erővel lendültek támadásba a szovjet csapatok és az ÁVH egységei ellen. A vérengzést követően a pártvezetés Gerőt végre menesztette, és Kádár Jánost nevezték ki pártfőtitkárrá. Délután három óra után Kádár János és Nagy Imre beszéltek a rádióban. Kádár a népet az ellenforradalmárokkal szembeni fellépésre szólította fel, az október 23-i békés tüntetés céljait azonban becsületesnek nevezte. Nagy Imre szintén a szocialista rend megdöntésére irányuló fegyveres ellenforradalomról beszélt, a felkelőket a büntetlenség ígérete mellett ismét fegyverletételre szólította fel, és bejelentette, hogy a magyar kormány tárgyalásokat kezdeményez a szovjet haderők Magyarországról való kivonásáról.[12] Közben Maléter Pál a kormány képviselőjeként utasítást kapott a rend tárgyalás útján történő helyreállítására, és estére sikerült fegyverszünetet kötnie a Corvin közi felkelőkkel, akik a Kilián laktanyába húzódtak vissza. A nap folyamán sorra alakultak az egyetemeken és főiskolákon forradalmi diákbizottságok, a gyárakban munkástanácsok.

Az MDP vezetősége október 26-án is szünet nélkül ülésezett. A katonai bizottság tagjai a felkelés könyörtelen leverését követelték, Losonczy Géza és Donáth Ferenc viszont forradalomról beszéltek és sürgették a tárgyalást a felkelőkkel. A Széna téren, a Móricz Zsigmond körtéren és a Thököly út–Dózsa György út kereszteződésében eközben új fegyveres csoportok alakultak, amelyek elsősorban Molotov-koktélok bevetésével sikeresen küzdöttek a szovjet harckocsik ellen a város szűk utcáiban. Este fél hatkor a kormány amnesztiát hirdetett, amely valamennyi olyan felkelőre vonatkozott, aki 22 óráig leteszi a fegyvert. A hitelét vesztett kormány felhívása hatástalannak bizonyult.