Autodidacte, Zinoviev commence par militer dans les cercles d'éducation politique du sud de la Russie. En 1902, il se rend à l'étranger, où il rencontre Plekhanov et Lénine. Bolchevik dès 1903, il milite dans le sud de la Russie. En mars 1906, il regagne Saint-Pétersbourg, où il est membre du comité du parti. L'une de ses principales activités est d'ordre journalistique : il dirige la plupart des publications bolcheviques ou y collabore. Délégué au Congrès de Londres en 1907, il est élu au comité central et y siégera jusqu'en 1927. Après avoir été arrêté en 1908, il rejoint Lénine à Genève, devient son bras droit, le suit à Paris, puis à Cracovie en 1912. Leur collaboration se resserre pendant la guerre. L'un des organisateurs de la gauche de Zimmerwald, Zinoviev publie en 1915 avec Lénine Contre le courant. Rentré en Russie dans le « wagon plombé » le 3 avril 1917, il garde le silence lors de la discussion sur les « thèses d'avril » de Lénine. Accusé d'espionnage au profit de l'Allemagne par le gouvernement provisoire en juillet, il doit se cacher. En octobre, il vote avec Kamenev contre le passage immédiat à l'insurrection. Lénine réclame son exclusion, Staline prend sa défense. Après la prise du pouvoir, il est, avec Kamenev, favorable à un gouvernement de coalition avec les mencheviks et les socialistes-révolutionnaires, contre Lénine. Élu en décembre 1917 président du soviet de Petrograd, Zinoviev tient fermement en main cette organisation du parti, la plus importante du pays.