Na de Februarirevolutie (1917) werd Petljoera lid van het nieuwe parlement ('rada') in de Oekraïne en toen die in juni 1917 de onafhankelijke republiek Oekraïne uitriep werd hij minister van oorlog. Kort daarna werd de Oekraïne echter bezet door Duitse troepen, die een marionettenregering installeerden onder leiding van Pavlo Skoropadsky. Petljoera werd korte tijd gevangengezet. Nadat de Duitsers in 1918 weer vertrokken werd een nieuwe Oekraïense regering geïnstalleerd van vijf mensen, waaronder Petljoera, die tevens werd uitgeroepen tot legeraanvoerder ('ataman'). In 1919 werd hij tevens regeringsleider.