Etter februarrevolusjonen ble han medlem av den russiske provisoriske regjering i mars 1917. Tsar Nikolaj abdiserte 15. mars til fordel for sin bror Mikhail som avslo å bestige tronen. En provisorisk regjering ble etablert med utgangspunkt i Dumaens provisoriske komite og ledet av Georgij Lvov. Kerenskij var den dominerende personen i regjeringen, mens Lvov ble regnet som svak. Den erfarne Miljukov ble utenriksminister, og gikk inn for å overholde avtalene med Frankrike og Storbritannia og videreføre krigen.