В то время как подразделение генерала Крымова приближалось к столице, заговорщики попытались «легально» взять власть, терроризируя правительство. 26 августа (8 сентября по новому стилю) В. Львов, который прибыл в Петроград из Ставки, представил ультиматум премьер-министру от имени Корнилова. Временное правительство должно было в тот же вечер передать свою власть генералу Корнилову, который образует новое правительство. Керенский и Савинков должны были немедленно, в ночь с 26 на 27 августа, выехать в Ставку, поскольку Корнилов собирался предложить им должности министров в его правительстве. Он отказывался брать на себя ответственность за их жизнь, если они останутся в Петрограде. По просьбе Керенского Львов на месте записал требования Корнилова; затем Керенский попросил Корнилова прийти на переговоры по прямому телеграфному проводу, и Корнилов сам повторил ему предложение немедленно приехать, удостоверил полномочия Львова и косвенно подтвердил все, сказанное последним. Пытаясь выиграть время, Керенский пообещал Корнилову приехать в Ставку и в то же время предпринял немедленные меры, чтобы остановить мятеж в самом начале. Тем временем после приведенного выше «доброжелательного разговора» по прямому проводу наиболее выдающиеся политические деятели из оппозиции были приглашены в Ставку; была, наконец, определена окончательная форма диктатуры и достигнуто согласие по составу правительства. Однако на следующий день, 27 августа, была получена телеграмма от премьер-министра с приказом Корнилову немедленно сдать власть и прибыть в Петроград. Корнилов проигнорировал этот приказ и подтвердил Савинкову по прямому проводу, что отказывается подчиняться правительству. В тот же день появилось обращение Керенского к народу о мятеже Корнилова и обращение Корнилова, в котором говорилось, что его «спровоцировали» совершить восстание и что он выступал против правительства, которое подчинилось «большевистскому большинству Советов» и «работало в согласии с планами германского Генерального штаба».
Так началось вооруженное выступление против правительства. Два дня, в течение которых эта попытка была остановлена, разные «миротворцы» осаждали премьер-министра, пытаясь убедить его пойти на компромисс, поскольку «реальная сила на стороне Корнилова». Но уже 29 августа стало очевидно, что вся реальная сила страны — против Корнилова, и, как было предсказано ему лично Керенским несколько ранее, Корнилов оказался в абсолютной изоляции. 13 сентября мятеж был окончательно и бескровно подавлен. Корнилова не поддерживала ни одна сколько-нибудь значительная политическая организация, он не мог опираться на силу какого-либо класса. Из-за отсутствия у него политического опыта Корнилов и те офицеры, которые были вместе с ним, ошибочно приняли за настоящую силу недовольное брюзжание «человека с улицы», раздраженного революцией, но пассивного по природе, вместе с подстрекательством разных авантюристов и обещаниями поддержки со стороны отдельных политиканов. Финансовая помощь определенной группы банков искусственно преувеличивала размеры движения.
Однако авантюра Корнилова, хотя и обреченная на провал, все же сыграла роковую роль в судьбе России, поскольку глубоко и болезненно ударила по сознанию народных масс. Это потрясение оказалось тем более сильным, что было неожиданным. Авантюра маленькой группы в воспаленном воображении масс превратилась в заговор всей буржуазии и высших сословий против демократии и рабочих масс. Большевики, которые до 13 августа были бессильны, 7 сентября стали руководителями Петроградского Совета рабочих и солдатских депутатов и завоевали там большинство впервые за весь период революции. Этот процесс повсеместно распространялся с быстротою молнии. Начались убийства офицеров; вновь назначаемые офицеры теряли власть. По всей стране, как в первые дни февральской революции, спонтанно появлялись организации, которые захватывали функции правительственной власти под предлогом борьбы с контрреволюцией. В солдатских и рабочих массах авторитет вождей, которые сражались против призыва «Вся власть Советам!» и защищавших идею национальной власти, основанную на воле всего народа, был подорван. Волна анархии прорвала русский фронт и захлестнула государство. Никому никогда не удастся поставить под сомнение роковую связь между 27 августа (9 сентября по новому стилю) и 25 октября (7 ноября по новому стилю) 1917 года.