I forbindelse med februarrevolutionen 1917 tilsluttede Kornilov sig til den provisoriske regering. Som tak for sin støtte udnævnedes han til chef for Petrograds militærdistrikt og udnævnedes samme år til chef for den 8. armé. Han deltog i Galizienoffensiven, blev i juli chef for den sydvestlige front og efterfulgte 1. august 1917 general Aleksej Brusilov som øverstbefalende.