Quando a Revolução de Fevereiro rebentou em 1917, Kerensky – juntamente com Pavel Milyukov – foi um dos seus líderes mais proeminentes. Como um dos mais conhecidos oradores da Duma contra a monarquia e como advogado e defensor de muitos revolucionários, Kerensky tornou-se membro do Comitê Provisório da Duma e foi eleito vice-presidente do recém-formado Soviete Petrogrado. Esses dois órgãos, a Duma e o Soviete Petrogrado, ou melhor – seus respectivos comitês executivos, logo se tornaram antagonistas um do outro na maioria dos assuntos, exceto em relação ao fim da autocracia do Czar.
O Soviete Petrogrado cresceu para incluir de 3000 a 4000 membros, e suas reuniões poderiam se afogar em uma névoa de orações eternas. Na reunião de 12 de março de 1917 a 13 de março de 1917, o Comitê Executivo do Soviete Petrogrado, ou Ispolkom, formou – um comitê auto-nomeado, com (eventualmente) três membros de cada um dos partidos representados no Soviete. Kerensky tornou-se um dos membros representantes do partido revolucionário social (os SRs).
Em 14 de março de 1917, sem qualquer consulta ao governo, a Ispolkom do Soviete emitiu a infame Ordem No. 1, destinada apenas à guarnição Petrogrado de 160.000 homens, mas logo interpretada como aplicável a todos os soldados da frente. A ordem estipulava que todas as unidades militares deveriam formar comités como o Soviético de Petrogrado. Isso gerou confusão e “despojamento da autoridade dos oficiais”; além disso, a “Ordem No. 3” estipulava que os militares estavam subordinados a Ispolkom na hierarquia política. As idéias vieram de um grupo de socialistas e visavam limitar o poder dos oficiais aos assuntos militares. Os intelectuais socialistas acreditavam que os oficiais eram os elementos contra-revolucionários mais prováveis. O papel de Kerensky nestas ordens não é claro, mas ele participou nas decisões. Mas assim como antes da revolução ele tinha defendido muitos que não gostavam do czar, ele agora salvou a vida de muitos dos funcionários públicos do czar prestes a ser linchado por mobs.
Adicionalmente, a Duma formou um comitê executivo que acabou se tornando o chamado governo provisório russo. Como havia pouca confiança entre Ispolkom e este Governo (e como ele estava prestes a aceitar o cargo de Procurador Geral no Governo Provisório), Kerensky fez um discurso muito apaixonado, não apenas para Ispolkom, mas para todo o Soviete Petrogrado. Ele então jurou, como Ministro, nunca violar os valores democráticos, e terminou seu discurso com as palavras “Eu não posso viver sem o povo”. No momento em que começa a duvidar de mim, depois mata-me.” A grande maioria (trabalhadores e soldados) deu-lhe grandes aplausos, e Kerensky tornou-se agora o primeiro e único que participou tanto do Governo Provisório como da Ispolkom. Como uma ligação entre Ispolkom e o Governo Provisório, o bastante ambicioso Kerensky se beneficiou desta posição.
Após a primeira crise governamental sobre a nota secreta de Pavel Milyukov, que re-comprometeria a Rússia com seus objetivos originais de guerra em 2-4 de maio, Kerensky se tornou o Ministro da Guerra e a figura dominante no governo de coalizão socialista-liberal recém-formado. A 10 de Maio (calendário Juliano), Kerensky começou pela frente e visitou uma divisão após outra, exortando os homens a cumprirem o seu dever. Os seus discursos foram impressionantes e convincentes por enquanto, mas tiveram pouco efeito duradouro’. Sob pressão dos Aliados para continuar a guerra, ele lançou o que ficou conhecido como a Ofensiva Kerensky contra o Exército Austro-Húngaro/Alemão do Sul, em 1 de julho de 1917. No início, a ofensiva logo encontrou forte resistência e as Potências Centrais ripostaram com um forte contra-ataque. O exército russo recuou e sofreu pesadas perdas, e ficou claro a partir de muitos incidentes de deserção, sabotagem e motim que o exército não estava mais disposto a atacar.
Os militares criticaram fortemente Kerensky por suas políticas liberais, que incluíam o despojamento de oficiais de seus mandatos e a entrega do controle a “comitês soldados” inclinados para a revolução (russos: солдатские комитеты, romanizado: soldatskie komitety); abolição da pena de morte; e permitir que os agitadores revolucionários estivessem presentes na frente. Muitos oficiais se referiam brincando ao comandante-chefe Kerensky como o “persuasor-chefe”
Em 2 de julho de 1917 a primeira coalizão do Governo Provisório desmoronou sobre a questão da autonomia da Ucrânia. Após os distúrbios de Julho em Petrogrado (3-7 de Julho de 1917) e a supressão oficial dos bolcheviques, Kerensky sucedeu ao príncipe Lvov como primeiro-ministro da Rússia em 21 de Julho de 1917. Após o caso Kornilov, uma tentativa de golpe de estado militar no final de Agosto, e a demissão dos outros ministros, Kerensky nomeou-se também Comandante Supremo em Chefe.
Em 15 de Setembro Kerensky proclamou a Rússia uma república, o que era contrário ao entendimento dos não-socialistas de que o Governo Provisório deveria manter o poder apenas até que uma Assembleia Constituinte se reunisse para decidir a forma de governo da Rússia, mas que estava de acordo com o objectivo há muito proclamado do Partido Socialista Revolucionário. Ele formou um Diretório de cinco membros, que consistia de si mesmo, Ministro das Relações Exteriores Mikhail Tereshchenko, Ministro do General de Guerra Aleksandr Verkhovsky , Ministro do Almirante da Marinha Dmitry Verderevsky e Ministro dos Correios e Telégrafos Aleksei Nikitin . Ele manteve seu posto no governo de coalizão final em outubro de 1917 até que os bolcheviques o derrubaram em 7 de novembro de 1917.
Kerensky enfrentou um grande desafio: três anos de participação na Guerra Mundial haviam esgotado a Rússia, enquanto o governo provisório oferecia pouca motivação para uma vitória fora da continuidade das obrigações da Rússia para com seus aliados. O envolvimento contínuo da Rússia na guerra não era popular entre as classes baixa e média, e especialmente não era popular entre os soldados. Todos eles haviam acreditado que a Rússia pararia de lutar quando o Governo Provisório tomasse o poder, e posteriormente se sentiria enganada. Além disso, Vladimir Lenine e seu partido bolchevique prometiam “paz, terra e pão” sob um sistema comunista. O exército russo, cansado da guerra, mal equipado, desanimado e mal-disciplinado, estava se desintegrando, com soldados desertando em grande número. No outono de 1917, estima-se que dois milhões de homens tinham deixado oficiosamente o exército.
Kerensky e outros líderes políticos continuaram o envolvimento da Rússia na Primeira Guerra Mundial, pensando que nada além de uma vitória gloriosa era o único caminho a seguir, e temendo que a economia, já sob enorme tensão do esforço de guerra, pudesse se tornar cada vez mais instável se os suprimentos vitais da França e do Reino Unido parassem de fluir. O dilema da retirada era grande, e as políticas inconsistentes e impraticáveis de Kerensky desestabilizavam ainda mais o exército e o país em geral.
Outras vezes, Kerensky adotou uma política que isolou os conservadores de direita, tanto democráticos como monárquicos. Sua filosofia de “nenhum inimigo de esquerda” deu grande poder aos bolcheviques e lhes deu liberdade, permitindo-lhes assumir o braço militar ou “voyenka” (russo: Военка) dos soviéticos de Petrogrado e Moscou. Sua prisão de Lavr Kornilov e outros oficiais o deixou sem aliados fortes contra os bolcheviques, que acabaram sendo os adversários mais fortes e determinados de Kerensky, ao contrário da direita, que evoluiu para o movimento Branco.