С победой Октябрьской революции Трилиссер принимает актив­ное участие в установлении советской власти в Сибири, организует борьбу с контрреволюцией и саботажем, участвует в подавлении юнкерского мятежа в Иркутске в декабре 1917 года.

После мятежа Чехословацкого корпуса и военного переворота, осуществленного осенью 1918 года адмиралом Колчаком, в Сибири устанавливается белогвардейская диктатура. Трилиссер вместе с другими революционерами-большевиками уходит в подполье и пере­езжает на Дальний Восток, в город Благовещенск. Здесь он входит в состав коллегии советского военного комиссариата по Восточной Сибири и Забайкалью.

С образованием в 1921 году Дальневосточной республики (ДВР) Трилиссер назначается комиссаром по Амурской области, избирается членом Дальневосточного бюро РКП (б) и входит в руководящий состав Государственной политической охраны ДВР, выполнявшей функции контрразведки этой буферной республики. В рамках ГПО он создает первую на советском Дальнем Востоке специальную шиф­ровальную службу для связи с Москвой и начинает формировать разведывательный агентурный аппарат.

Вскоре в центральный аппарат ВЧК в Москве из Дальнево­сточной республики начинают постоянно поступать шифрованные телеграммы о служебных переговорах Трилиссера с командованием Красной Армии, действовавшей против взбунтовавшегося чехос­ловацкого корпуса и японских воинских подразделений, о планах Японии, США и белогвардейцев на Дальнем Востоке. Приведем одно из сообщений Трилиссера в Центр того периода:

«Получил информацию, что японское командование выдвигает вопрос о мирных переговорах. Местом встречи предполагается Хар­бин. Противник поспешно отступает, взорвав водокачку и разобрав железнодорожные пути. Нельзя ли получить аэроплан для ведения разведки?»

Сведения, получаемые от Трилиссера, представляют интерес не только для ВЧК, но и для Народного комиссариата по иностранным делам. Нарком Г.В. Чичерин шлет ему телеграмму, в которой, в част­ности, говорится: «Ваша энергичная деятельность и приятые меры всецело находят одобрение и решительную поддержку центрального правительства».

После изгнания интервентов с советского Дальнего Востока Трилиссер избирается секретарем Амурского обкома партии и одно­временно является редактором газеты «Амурская правда». В марте 1921 года в качестве делегата от коммунистов Забайкалья участвует в работе X съезда РКП (б), провозгласившего новую экономическую политику (НЭП) и создавшего условия для перехода большинства крестьянства на стропу большевиков.

После завершения работы съезда Трилиссеру предложили за­нять должность заведующего Дальневосточным отделом Исполкома Коминтерна. Однако проработал он на этой должности всего не­сколько месяцев.

В августе того же года с Трилиссером встретился Ф.Э. Дзержин­ский и предложил ему перейти на работу в ВЧК, в Иностранный отдел. Трилиссер, имевший опыт агентурной работы на Дальнем Востоке, согласился. Он был назначен начальником закордонной части Иностранного отдела ВЧК. В 1920-е годы, помимо закордон­ной части разведки, которая действовала за рубежом, разведку со­предельных стран вели полномочные представительства ВЧК—ГПУ, а затем ОГПУ в приграничных районах—в Белоруссии, на Украине, в Закавказье, Средней Азии, Забайкалье, на Дальнем Востоке. Они имели право направлять свою агентуру в сопредельные страны. Подобная система деления разведки на закордонную и внутреннюю существовала до 1930 года и была упразднена в связи с реорганиза­цией органов госбезопасности.

Когда Трилиссер пришел в отдел, весь его состав размещался в одной большой общей комнате. Ему предстояло организовать разве­дывательную работу в странах Восточной и Западной Европы. В де­кабре 1921 года Трилиссер становится вторым лицом в Иностранном отделе — заместителем его начальника С.Г. Могилевского.

6 февраля 1922 года декретом ВЦИК РСФСР упраздняется ВЧК.