Quando nel 1917 s'impose la Rivoluzione di febbraio, Miljukov, come gli altri deputati della Duma, cercò invano di salvare la monarchia. Divenuto ministro degli Esteri del governo provvisorio, il 18 aprile, con una nota ai governi dell'Intesa, si dichiarò favorevole alla prosecuzione della guerra e, in particolare, alle annessioni territoriali e alle indennità di guerra. Tale atteggiamento, del resto condiviso dal governo provvisorio, sarebbe dovuto rimanere segreto perché in opposizione con l'indirizzo del Soviet di Pietrogrado. Le conseguenti proteste popolari lo costrinsero alle dimissioni. Come quasi tutti i membri del governo russo del 1917, fu membro della massoneria.