După Revoluția din Februarie 1917, a fost președinte al Comisiei speciale pentru restructurarea armatei pe baze democratice și al Comisiei pentru îmbunătățirea vieții militarilor. După Revoluția Rusă, Polivanov a fost arestat de CEKA la sfârșitul lunii iulie 1918, dar a fost curând eliberat. A intrat în Armata Roșie în februarie 1920 și a participat ca expert militar la negocierile de pace sovieto-poloneze de la Riga din august-septembrie 1920. A murit acolo de tifos pe 25 septembrie 1920, în perioada discuțiilor, și a fost înmormântat în Cimitirul Nikolski al Lavrei Aleksandr Nevski.