第一次世界大战爆发时，伏罗希洛夫正在察里津的一座大炮工厂做工。他在工人中进行反战宣传。在二月革命的日子里，他来到彼得格勒，奉命发动了伊兹麦喀夫禁卫团起义。起义进行得极为顺利，最后，士兵们选举伏罗希洛夫为彼得堡工人代表和布尔什维克党团委员会委员，十月革命前夜，他按照列宁的指示，加强了矿区工人的工作，在工人中建立了赤卫队，带领赤卫队积极参加十月革命，11月被任命为彼得格勒委员。
苏俄国内战争和外国武装干涉时期，伏罗希洛夫参与创建红军，率部与白卫军和外国干涉军英勇作战。1918年3月，基辅陷于德奥军队之手，哈尔科夫和彼得格勒都处于危机之中，伏罗希洛夫负责组建卢甘斯克社会主义第一支队，抗击德奥干涉军，保卫了哈尔科夫接近地。同年4月，伏罗希洛夫又主持建立了乌克兰第5集团军，率部与外国干涉军和白卫军激战并抵察里津（今伏尔加格勒），与苏俄军队会合。