В середине августа в Москве состоялось Государственное совещание, на котором присутствовал и сочувственно встреченный многими собравшимися Л. Г. Корнилов. Он потребовал введения на фронте и в тылу смертной казни, ограничения власти комиссаров и солдатских комитетов, введения военного положения на оборонных предприятиях, железных дорогах и на шахтах. Убедившись в том, что его поддерживают промышленники и банкиры, Корнилов предъявил Керенскому ультиматум – передать ему государственную власть мирным путем.
Керенский в ответ объявил генерала мятежником, снял с поста Верховного Главнокомандующего и призвал на помощь большевиков с их Красной Гвардией, верными им частями Петроградского гарнизона и Балтийским флотом.
25 августа корниловские войска двинулись на Петроград, но были остановлены отрядами солдат и красногвардейцев, поднятых на борьбу с мятежниками большевиками. Керенский тотчас же превратился в союзника большевиков и послал в Ставку приказ об аресте Корнилова, объявив его мятежником. 2 сентября 1917 года Главковерх был арестован и заключен в тюрьму города Быхова вместе с генералами М. В. Алексеевым, А. И. Деникиным и другими.
25 сентября было образовано новое Временное правительство, на сей раз тоже коалиционное, вновь во главе с Керенским. Однако принципиальной разницы в составе Кабинета министров, по сравнению с прежним, не было.
Почувствовав, что Временное правительство совершенно непопулярно, изолировано от народа и с каждым днем все менее владеет ситуацией, а Советы и в центре, и на местах все больше большевизируются, ЦК большевиков взял курс на прямую подготовку вооруженного восстания в Петрограде.
1 октября Ленин открыто обратился с письмом «К рабочим, крестьянам и солдатам», призывая их к свержению Временного правительства.
10 октября вопрос о вооруженном восстании был обсужден на заседании ЦК партии большевиков, которым руководил Ленин.
Через два дня был созван Военно-революционный комитет, непосредственно возглавлявший штаб восстания.
16 октября был организован Военно-революционный центр, в который вошли Ф. Э. Дзержинский, Я. М. Свердлов, И. В. Сталин, Л. Д. Троцкий, М. С. Урицкий и другие видные большевики. Они возглавили 40-тысячную Красную гвардию, 80-тысячный Балтийский флот и 150-тысячный Петроградский гарнизон, разагитированные и распропагандированные большевиками.
Штаб всех этих сил находился в Смольном. Был разработан и план восстания, приведший к захвату всех важнейших учреждений Петрограда в считанные часы.
Керенский и Временное правительство ничего не смогли противопоставить этому.
В 11 часов утра 6 ноября Керенский убедил Совет Республики помочь ему в борьбе против большевистского заговора. Однако только в полночь на 7 ноября делегация Совета Республики во главе с меньшевиком Ф. Даном практически в такой помощи отказала.
В это время Красная гвардия уже заняла все ключевые пункты Петрограда, а в Неву уже входили восставшие корабли из Кронштадта.
Вызванные Керенским войска с Северо-западного фронта в Петроград не шли, железные дороги забастовали.
Керенский поехал навстречу войскам в автомобиле в своем обычном полувоенном костюме: никакого переодевания в женское платье не было. Эта легенда, сочиненная большевиками, появилась вскоре после его отъезда из Питера в Псков. В Могилеве, в Ставке Духонина, а затем в Острове был сколочен отряд из 500 сабель и нескольких орудий и двинут на Гатчину. Гатчина была взята, но генерал Краснов, командовавший этим отрядом, промедлил с выступлением на Петроград, и его войска были разбиты под Царским Селом.
Утром 14 ноября Керенский бежал из Гатчины на своем автомобиле, накинув на плечи матросскую шинель. Несколько месяцев он скрывался недалеко от Петрограда среди простых крестьян, переезжая с места на место.
В начале января 1918 г. Керенский пробрался в Петроград, чтобы присутствовать на открытии Учредительного Собрания, но это ему не удалось, и он вынужден был уехать в Финляндию.
Вскоре он нелегально вернулся в Петроград, а в мае 1918 года – в Москву, где при содействии видного английского разведчика и дипломата Роберта Локкарта получил возможность бежать в Англию. В июне он переезжает в Париж, но ни Ллойд Джордж, ни Клемансо не выказывают желания сотрудничать с ним. Керенский становится политическим эмигрантом, бедствуя и голодая в разных городах Европы. Единственной темой его жизни становится борьба с большевизмом, который он называет «первобытным социализмом». Он пишет в это время: «Нет социализма вне демократии и социальное освобождение невозможно в государстве, где не уважается личность человека и ее права».
После заключения 16 апреля 1922 года Раппальского договора между Россией и Германией о дипломатическом признании РСФСР он уезжает в Париж, а в июле 1940 – в США. Керенский бежал в США, ибо ставил знак равенства между Сталиным и Гитлером «как результат их общего тоталитарного характера».