Quando scoppiò la Rivoluzione di Febbraio nel 1917, Kerensky – insieme a Pavel Milyukov – fu uno dei suoi leader più importanti. Come uno dei più noti oratori della Duma contro la monarchia e come avvocato e difensore di molti rivoluzionari, Kerensky divenne membro del Comitato Provvisorio della Duma di Stato e fu eletto vicepresidente del neonato Soviet di Pietrogrado. Questi due organismi, la Duma e il Soviet di Pietrogrado, o – piuttosto – i loro rispettivi comitati esecutivi, divennero presto l’uno l’antagonista dell’altro sulla maggior parte delle questioni, tranne per quanto riguarda la fine dell’autocrazia dello zar.
Il Soviet di Pietrogrado crebbe fino a comprendere da 3000 a 4000 membri, e le loro riunioni potevano affogare in una confusione di orazioni eterne. Alla riunione del 12 marzo 1917 al 13 marzo 1917 si formò il Comitato Esecutivo del Soviet di Pietrogrado, o Ispolkom – un comitato auto nominato, con (alla fine) tre membri da ciascuno dei partiti rappresentati nel Soviet. Kerensky divenne uno dei membri che rappresentavano il partito socialrivoluzionario (le SR).
Il 14 marzo 1917, senza alcuna consultazione con il governo, l’Ispolkom del Soviet emise il famigerato Ordine n. 1, destinato solo alla guarnigione di Pietrogrado, composta da 160.000 persone, ma presto interpretato come applicabile a tutti i soldati al fronte. L’ordine stabiliva che tutte le unità militari dovevano formare comitati come il Soviet di Pietrogrado. Questo portò alla confusione e alla “spoliazione dell’autorità degli ufficiali”; inoltre, l'”Ordine n. 3″ stabiliva che i militari erano subordinati all’Ispolkom nella gerarchia politica. Le idee provenivano da un gruppo di socialisti e miravano a limitare il potere degli ufficiali agli affari militari. Gli intellettuali socialisti credevano che gli ufficiali fossero i più probabili elementi controrivoluzionari. Il ruolo di Kerensky in questi ordini non è chiaro, ma partecipò alle decisioni. Ma proprio come prima della rivoluzione aveva difeso molti che non amavano lo zar, ora salvò la vita di molti funzionari dello zar che stavano per essere linciati dalla folla.
Inoltre, la Duma formò un comitato esecutivo che alla fine divenne il cosiddetto governo provvisorio russo. Poiché c’era poca fiducia tra l’Ispolkom e questo governo (e poiché stava per accettare la carica di procuratore generale nel governo provvisorio), Kerensky fece un discorso molto appassionato, non solo all’Ispolkom, ma a tutto il Soviet di Pietrogrado. Giurò poi, come ministro, di non violare mai i valori democratici, e concluse il suo discorso con le parole “Non posso vivere senza il popolo. Nel momento in cui cominciate a dubitare di me, allora uccidetemi”. L’enorme maggioranza (operai e soldati) gli tributò un grande applauso, e Kerenskij divenne ora il primo e l’unico a partecipare sia al Governo Provvisorio che all’Ispolkom. Come collegamento tra l’Ispolkom e il Governo Provvisorio, l’alquanto ambizioso Kerensky si trovava a beneficiare di questa posizione.
Dopo la prima crisi di governo sulla nota segreta di Pavel Milyukov che reimpegnava la Russia ai suoi obiettivi di guerra originali il 2-4 maggio, Kerensky divenne il Ministro della Guerra e la figura dominante nel governo di coalizione socialista-liberale appena formato. Il 10 maggio (calendario giuliano), Kerensky partì per il fronte e visitò una divisione dopo l’altra, esortando gli uomini a fare il loro dovere. I suoi discorsi erano impressionanti e convincenti per il momento, ma avevano poco effetto duraturo”. Sotto la pressione degli alleati per continuare la guerra, lanciò quella che divenne nota come l’Offensiva Kerensky contro l’esercito austro-ungarico/tedesco del sud il 1 luglio 1917. All’inizio con successo, l’offensiva incontrò presto una forte resistenza e le potenze centrali ripresero con un forte contrattacco. L’esercito russo si ritirò e subì pesanti perdite, e divenne chiaro da molti episodi di diserzione, sabotaggio e ammutinamento che l’esercito non era più disposto ad attaccare.
I militari criticarono pesantemente Kerenskij per le sue politiche liberali, che includevano la spogliazione degli ufficiali dei loro mandati e la consegna del controllo a “comitati di soldati” di orientamento rivoluzionario (Russo: солдатские комитеты, romanizzato: soldatskie komitety); l’abolizione della pena di morte; e il permesso agli agitatori rivoluzionari di essere presenti al fronte. Molti ufficiali si riferivano scherzosamente al comandante in capo Kerensky come il “persuasore in capo”
Il 2 luglio 1917 la prima coalizione del governo provvisorio crollò sulla questione dell’autonomia dell’Ucraina. Dopo i disordini delle Giornate di luglio a Pietrogrado (3-7 luglio 1917) e la soppressione ufficiale dei bolscevichi, Kerensky succedette al principe Lvov come primo ministro della Russia il 21 luglio 1917. In seguito all’Affare Kornilov, un tentativo di colpo di stato militare alla fine di agosto, e le dimissioni degli altri ministri, si nominò anche Comandante Supremo in Capo.
Il 15 settembre Kerensky proclamò la Russia una repubblica, il che era contrario all’idea dei non socialisti che il Governo Provvisorio dovesse mantenere il potere solo fino a quando un’Assemblea Costituente si fosse riunita per decidere la forma di governo della Russia, ma che era in linea con lo scopo da tempo proclamato dal Partito Socialista Rivoluzionario. Egli formò un direttorio di cinque membri, che consisteva in se stesso, il ministro degli Affari Esteri Mikhail Tereshchenko, il ministro della Guerra generale Aleksandr Verkhovsky, il ministro della Marina ammiraglio Dmitry Verderevsky e il ministro delle Poste e Telegrafi Aleksei Nikitin. Egli mantenne il suo posto nel governo di coalizione finale nell’ottobre 1917 fino a quando i bolscevichi lo rovesciarono il 7 novembre 1917.
Kerensky affrontò una grande sfida: tre anni di partecipazione alla guerra mondiale avevano esaurito la Russia, mentre il governo provvisorio offriva poche motivazioni per una vittoria al di fuori di continuare gli obblighi della Russia verso i suoi alleati. Il continuo coinvolgimento della Russia nella guerra non era popolare tra le classi basse e medie, e soprattutto non era popolare tra i soldati. Tutti avevano creduto che la Russia avrebbe smesso di combattere quando il governo provvisorio prese il potere, e successivamente si sentirono ingannati. Inoltre, Vladimir Lenin e il suo partito bolscevico promettevano “pace, terra e pane” sotto un sistema comunista. L’esercito russo, stanco della guerra, mal equipaggiato, scoraggiato e mal disciplinato, si stava disintegrando, con un gran numero di soldati che disertavano. Entro l’autunno del 1917, si stima che due milioni di uomini avessero ufficiosamente lasciato l’esercito.
Kerensky e altri leader politici continuarono il coinvolgimento della Russia nella prima guerra mondiale, pensando che nient’altro che una gloriosa vittoria fosse l’unica strada da percorrere, e temendo che l’economia, già sotto enorme stress per lo sforzo bellico, potesse diventare sempre più instabile se le forniture vitali dalla Francia e dal Regno Unito avessero cessato di arrivare. Il dilemma se ritirarsi o meno era grande, e le politiche incoerenti e poco pratiche di Kerenskij destabilizzarono ulteriormente l’esercito e il paese in generale.
Inoltre, Kerenskij adottò una politica che isolò i conservatori di destra, sia democratici che monarchici. La sua filosofia di “nessun nemico a sinistra” diede grande potere ai bolscevichi e diede loro mano libera, permettendo loro di prendere il controllo del braccio militare o “voyenka” (russo: Военка) dei Soviet di Pietrogrado e Mosca. Il suo arresto di Lavr Kornilov e di altri ufficiali lo lasciò senza forti alleati contro i bolscevichi, che finirono per essere gli avversari più forti e determinati di Kerensky, al contrario dell’ala destra, che si evolse nel movimento bianco.