В сентябре 1904 года, в разгар Русско-японской войны, Корнилов был назначен штаб-офицером при управлении 1-й стрелковой бригады, с которой вступил в Маньчжурию, принял участие в сражениях при Сандену и под Мукденом. В последнем из них во время общего отступления он вывел из боя три стрелковых полка, которым угрожало окружение. За это он получил орден Святого Георгия 4-й степени – предмет мечтаний молодых офицеров. Полученный тогда же полковничий чин давал ему права потомственного дворянства.
По заключении мира Лавр Георгиевич 11 месяцев прослужил в Петрограде делопроизводителем управления генерал-квартирмейстера Генерального штаба. В 1907 году он назначается военным агентом (атташе) в Китай. Четыре года вел полковник Корнилов тихую войну улыбок и недомолвок на дипломатическом фронте. И несмотря на то, что правительства Франции, Англии, Германии, Китая и Японии пожаловали его своими орденами, он не стал уступчивее и сговорчивее.
По возвращении из Китая Корнилов назначается командиром 8 пехотного Эстляндского полка, расположенного вблизи Варшавы. Едва успев принять эту часть, он был переведен в Заамурский округ пограничной стражи и назначен командиром 2 отряда, состоявшего из двух пехотных и трех конных полков. Лавр Георгиевич производится в чин генерал-майора. Здесь по приказанию командующего войсками округа генерала Е. И. Мартынова Корнилов произвел дознание о снабжении войск, расположенных в Маньчжурии, недоброкачественными продуктами. В результате дело было передано военному следователю. По постановлению прокурорского надзора к следствию были привлечены в качестве обвиняемых заместитель командующего войсками округа генерал-лейтенант Савицкий, другие должностные лица хозяйственного управления.
Однако тогдашний шеф пограничной стражи Коковцев, пытавшийся прикрыть эти вопиющие злоупотребления, выхлопотал в феврале 1913 года высочайшее повеление о прекращении следственного производства. После этого командующий войсками округа генерал Мартынов вышел в отставку. Он опубликовал некоторые материалы следствия, за что был предан суду. Генерал Корнилов был возвращен в военное ведомство с назначением командиром 1-й бригады 9-й Сибирской стрелковой дивизии, расквартированной на острове Русский во Владивостоке.
С началом Первой мировой войны генерал-майор Л. Г. Корнилов вступил в командование 2-й бригадой 49-й пехотной дивизии, а вскоре был назначен на должность начальника 48-й пехотной дивизии 8-й армии, которой командовал А. А. Брусилов.
Вскоре Лавр Георгиевич получил назначение на должность командира 48-й пехотной дивизии, в составе которой находились овеянные именами Румянцева и Суворова 189-й Измаильский, 190-й Очаковский, 191-й Ларго-Кагульский и 192-й Рымникский полки.
Шли тяжелые бои. 6 сентября противник нанес удар по 24-му стрелковому корпусу, в состав которого входила и 48-я пехотная дивизия. Упираясь левым флангом в Миколаев, правым флангом корпус выдвинулся вперед и был охвачен австрийцами. Их атаки следовали одна за другой. Создалась угроза прорыва обороны на фланге 48-й дивизии. В этот момент генерал Корнилов лично повел в контратаку последний свой резерв – пехотный батальон, усиленный пулеметной командой. На короткое время он остановил противника. Но вскоре вновь обойденная 48-я дивизия вынуждена была отойти, потеряв около 30 орудий, немало солдат и офицеров.
Неудачные действия дивизии генерал А. И. Деникин, командовавший в то время соседней 4-й бригадой, в мемуарах объясняет тем, «что дивизия и ранее не отличалась устойчивостью. Очень скоро, – продолжает он, – в руках Корнилова она стала прекрасной боевой частью». В последующем, командуя взаимодействующими соединениями, генералы неоднократно встречались. И тогда уже Антон Иванович Деникин отметил такие черты Корнилова, как «умение воспитывать войска, личную его храбрость, которая страшно импонировала войскам и создавала ему среди них большую популярность, наконец, – высокое соблюдение воинской этики в отношении соратников – свойство, против которого часто грешили многие начальники».
В ноябре 1914 года дивизия генерала Корнилова пробилась в Венгрию. Бок о бок с ней действовала и 4-я стрелковая бригада. Думается, что если бы их прорыв развили главные силы 8-й армии, то результат проходившей тогда Галицийской битвы был бы куда более значителен. Но прорыв Корнилова и Деникина не смог поддержать командир 2-й Сводной казачьей дивизии генерал Павлов, шедший за ними во втором эшелоне армии. Вместо того чтобы, вырвавшись на оперативный простор Венгерской равнины, с ходу взять слабо прикрытый Будапешт, а затем создать непосредственную угрозу Вене, соединения 8-й армии по приказу генерала Н. И. Иванова повернули на север. В итоге инициатива в Венгрии была утеряна. Опомнившиеся австрийцы и пришедшие им на помощь германцы дружно навалились на дивизию Корнилова и бригаду Деникина.