Вернувшись в Красноярск, он возглавил мятеж. В 1918 году командовал войсками Забайкальского Фронта. После падения большевистской власти на востоке России ушел в подполье, организовал партизанское движение с целью свержения Колчака и Временного правительства Сибири. В 1919 году руководил в Приморье революционным штабом, готовил восстание. В 1920 году с единомышленниками свергнул колчаковского наместника Розанова и сформировал большевистское правительство Дальнего Востока. В 1920 году был арестован японцами и передан казакам-белогвардейцам. Распространенная версия гибели Сергея Лазо – в топке паровоза после мучительных пыток.
Память о революционере была увековечена благодарными соратниками:

издательство «Изогиз» выпустило открытку с фотографией Лазо;
Политехнический институт в Кишиневе назван в честь революционера;
в 1948 году сделана почтовая марка с изображением молодого большевика;
родина большевика - село Пятра в Молдавии - переименовано в село Лазо;
Давид Гершфельд в 1980 году представил оперу «Сергей Лазо»;
в 1985 году на экраны вышел трехсерийный фильм Василия Паскару о революционере;
памятники и мемориалы Лазо установлены в Хабаровске, Владивостоке, Чите.