Kiedy w 1917 roku wybuchła rewolucja lutowa, Kereński – wraz z Pawłem Miliukowem – był jednym z jej najwybitniejszych przywódców. Jako jeden z najbardziej znanych mówców Dumy przeciwko monarchii oraz jako prawnik i obrońca wielu rewolucjonistów, Kereński został członkiem Tymczasowego Komitetu Dumy Państwowej i wybrano go na wiceprzewodniczącego nowo utworzonego Sowietu Piotrogrodzkiego. Te dwa organy, Duma i Sowiet Piotrogrodzki, a raczej ich komitety wykonawcze, wkrótce stały się antagonistami w większości spraw, z wyjątkiem tych, które dotyczyły końca carskiej autokracji.
Sowiet Piotrogrodzki rozrósł się do 3000-4000 członków, a jego posiedzenia mogły utonąć w chaosie wiecznych przemówień. Na posiedzeniu od 12 marca 1917 do 13 marca 1917 uformował się Komitet Wykonawczy Sowietu Piotrogrodzkiego, czyli Ispolkom – samozwańczy komitet, w skład którego weszło (ostatecznie) po trzech członków z każdej partii reprezentowanej w Sowiecie. Kerensky został jednym z członków reprezentujących Partię Socjalno-Rewolucyjną (SR).
W dniu 14 marca 1917 roku, bez konsultacji z rządem, Ispolkom ZSRR wydał niesławny rozkaz nr 1, przeznaczony tylko dla 160-tysięcznego garnizonu Piotrogrodu, ale szybko zinterpretowany jako mający zastosowanie do wszystkich żołnierzy na froncie. Rozkaz ten przewidywał, że wszystkie jednostki wojskowe powinny tworzyć komitety na wzór radzieckiego w Piotrogrodzie. Doprowadziło to do zamieszania i „odebrania władzy oficerom”; ponadto „Rozkaz nr 3” przewidywał, że w hierarchii politycznej wojsko jest podporządkowane Ispolkom. Pomysły te wyszły od grupy socjalistów i miały na celu ograniczenie władzy oficerskiej do spraw wojskowych. Intelektualiści socjalistyczni uważali oficerów za najbardziej prawdopodobne elementy kontrrewolucyjne. Rola Kereńskiego w tych rozkazach jest niejasna, ale uczestniczył on w podejmowaniu decyzji. Ale tak jak przed rewolucją bronił wielu, którzy nie lubili cara, tak teraz uratował życie wielu urzędników carskich, którzy mieli zostać zlinczowani przez tłumy.
Dodatkowo Duma utworzyła komitet wykonawczy, który ostatecznie stał się tak zwanym rosyjskim Rządem Tymczasowym. Ponieważ zaufanie między Ispolkomem a tym rządem było niewielkie (i ponieważ miał on przyjąć urząd prokuratora generalnego w Rządzie Tymczasowym), Kereński wygłosił pełne pasji przemówienie, nie tylko do Ispolkomu, ale do całej Rady Piotrogrodzkiej. Następnie przysiągł, że jako minister nigdy nie naruszy wartości demokratycznych, a swoje przemówienie zakończył słowami: „Nie mogę żyć bez ludu. W chwili, gdy zaczniecie we mnie wątpić, zabijcie mnie”. Ogromna większość (robotników i żołnierzy) nagrodziła go wielkimi brawami, a Kerensky stał się teraz pierwszym i jedynym, który uczestniczył zarówno w Rządzie Tymczasowym, jak i w Ispolkomie. Jako łącznik między Ispolkomem a Rządem Tymczasowym, dość ambitny Kereński czerpał korzyści z tej pozycji.
Po pierwszym kryzysie rządowym związanym z tajną notą Pawła Miliukowa, który w dniach 2-4 maja ponownie zobowiązał Rosję do realizacji jej pierwotnych celów wojennych, Kereński został ministrem wojny i dominującą postacią w nowo utworzonym socjalistyczno-liberalnym rządzie koalicyjnym. 10 maja (według kalendarza juliańskiego) Kereński wyruszył na front i odwiedzał kolejne dywizje, wzywając żołnierzy do wypełniania swoich obowiązków. Jego przemówienia były imponujące i przekonujące chwilowo, ale nie miały zbyt trwałego efektu”. Pod naciskiem aliantów, by kontynuować wojnę, 1 lipca 1917 r. rozpoczął ofensywę znaną jako ofensywa Kereńskiego przeciwko austro-węgiersko-niemieckiej Armii Południowej. Ofensywa początkowo zakończyła się sukcesem, ale wkrótce napotkała silny opór i mocarstwa centralne odpowiedziały silnym kontratakiem. Armia rosyjska wycofała się, ponosząc ciężkie straty, a liczne przypadki dezercji, sabotażu i buntów świadczyły o tym, że armia nie była już skłonna do ataku.
Wojsko ostro krytykowało Kereńskiego za jego liberalną politykę, która obejmowała pozbawianie oficerów mandatów i przekazywanie kontroli rewolucyjnie nastawionym „komitetom żołnierskim” (ros: солдатские комитеты, romanizowany: soldatskie komitety) zamiast; zniesienie kary śmierci; i pozwalając rewolucyjnych agitatorów być obecne na froncie. Wielu oficerów żartobliwie odnosił się do dowódcy Kerensky jako „persuader-in-chief”
Na 2 lipca 1917 Tymczasowy Rząd pierwsza koalicja rozpadła się w kwestii autonomii Ukrainy. Po zamieszkach w Piotrogrodzie w czasie Dni Lipcowych (3-7 lipca 1917) i oficjalnym zdławieniu bolszewików, Kereński zastąpił księcia Lwowa na stanowisku premiera Rosji 21 lipca 1917 roku. Po aferze Korniłowskiej, próbie wojskowego zamachu stanu pod koniec sierpnia i rezygnacji pozostałych ministrów, Kerensky mianował się również Naczelnym Wodzem. 15 września Kerensky ogłosił Rosję republiką, co było sprzeczne z założeniem niesocjalistów, że Rząd Tymczasowy powinien sprawować władzę tylko do czasu zebrania się Zgromadzenia Konstytucyjnego, które miało zadecydować o formie rządów w Rosji, ale było zgodne z od dawna głoszonym celem Partii Socjalistów-Rewolucjonistów. Utworzył pięcioosobowy Dyrektoriat, w skład którego wchodził on sam, minister spraw zagranicznych Michaił Tereszczenko, minister wojny generał Aleksandr Wierchowski , minister marynarki wojennej admirał Dmitrij Wierderewski i minister poczty i telegrafów Aleksiej Nikitin . Zachował swoje stanowisko w ostatecznym rządzie koalicyjnym w październiku 1917 r., dopóki bolszewicy nie obalili go 7 listopada 1917 r.
Kereński stanął przed poważnym wyzwaniem: trzy lata udziału w wojnie światowej wyczerpały Rosję, podczas gdy rząd tymczasowy oferował niewielką motywację do zwycięstwa poza kontynuowaniem zobowiązań Rosji wobec jej sojuszników. Dalsze zaangażowanie Rosji w wojnę nie było popularne wśród klas niższych i średnich, a zwłaszcza wśród żołnierzy. Wszyscy oni wierzyli, że Rosja przestanie walczyć, gdy władzę przejmie Rząd Tymczasowy, i czuli się oszukani. Co więcej, Władimir Lenin i jego partia bolszewicka obiecywali „pokój, ziemię i chleb” w systemie komunistycznym. Rosyjska armia, zmęczona wojną, źle wyposażona, rozproszona i niezdyscyplinowana, rozpadała się, a żołnierze masowo dezerterowali. Do jesieni 1917 roku około dwóch milionów ludzi nieoficjalnie opuściło armię.
Kereński i inni przywódcy polityczni kontynuowali zaangażowanie Rosji w I wojnę światową, uważając, że nic poza chwalebnym zwycięstwem nie jest jedyną drogą naprzód, i obawiając się, że gospodarka, już i tak poddana ogromnemu stresowi z powodu wysiłku wojennego, może stać się coraz bardziej niestabilna, jeśli przestaną płynąć ważne dostawy z Francji i Wielkiej Brytanii. Dylemat czy się wycofać był wielki, a niekonsekwentna i niepraktyczna polityka Kereńskiego jeszcze bardziej zdestabilizowała armię i kraj w ogóle.
Kereński przyjął ponadto politykę, która izolowała prawicowych konserwatystów, zarówno demokratycznych jak i monarchistycznych. Jego filozofia „żadnych wrogów na lewo” znacznie wzmocniła bolszewików i dała im wolną rękę, pozwalając im na przejęcie wojskowego ramienia lub „woyenki” (rosyjski: Военка) Sowietów Piotrogrodzkiego i Moskiewskiego. Aresztowanie Ławra Korniłow i innych oficerów pozostawiło go bez silnych sojuszników przeciwko bolszewikom, którzy w końcu stali się najsilniejszymi i najbardziej zdeterminowanymi przeciwnikami Kereńskiego, w przeciwieństwie do prawego skrzydła, które przekształciło się w Biały Ruch.
.