Następnie przeniesiono go na transportowiec „Szcza”.
Rewolucja 1917 W czasie rewolucji lutowej został uwolniony i wybrany na przewodniczącego Komitetu Centralnego Floty Bałtyckiej. W marcu 1917 r. został również wybrany do rady robotniczej i żołnierskiej w Helsingforsie oraz do mieszanego, bolszewicko-mienszewickiego, miejskiego komitetu socjaldemokratów. Był przeciwnikiem Rządu Tymczasowego. 4–5 lipca 1917 r. brał udział w zamieszkach w Helsinkach (w tym samym czasie miały miejsce antyrządowe wystąpienia żołnierzy także w Piotrogrodzie). Chociaż nie był zwolennikiem wystąpienia marynarzy przeciwko rządowi, uważając, że nie miało szczególnych szans na sukces, podczas zamieszek publicznie odczytał fałszywy telegram z Piotrogrodu, w którym pisano o przejęciu władzy przez rady.. 11 lipca Dybienko, Nikołaj Chowrin i 13 innych członków Komitetu Centralnego Floty Bałtyckiej po przybyciu do Piotrogrodu zostało oskarżonych o sprowokowanie powstania i zdradę stanu. Został aresztowany i osadzony w więzieniu w Piotrogrodzie. W sierpniu 1917 r. marynarze Floty Bałtyckiej zażądali od Rządu Tymczasowego zwolnienia wszystkich piętnastu. Żądanie zostało spełnione w odniesieniu do czternastu, ale Dybienko, uznany za głównego prowodyra buntu, pozostał w więzieniu do 4 września. Wyszedł na wolność po wpłaceniu kaucji w wysokości 5 tys. rubli.