Efter februarirevolutionen utsågs Brusilov 4 juni 1917 till överbefälhavare för den ryska armén men fick avgå redan i augusti efter politiska stridigheter. Brusilov deltog inte i inledningen av ryska inbördeskriget men 1920 ställde han sina tjänster till bolsjevikernas förfogande och blev under några år inspektör för kavalleriet i den röda armén. Han fick dock inget frontbefäl.