Перед отречением Николая II от престола начальник штаба Ставки Верховного главнокомандующего генерал от инфантерии М.В. Алексеев запросил главнокомандующих фронтами об их мнении по поводу создавшегося положения. Небезынтересно, что одним из первых высказался по этому поводу главнокомандующий Кавказской армией генерал от кавалерии великий князь Николай Николаевич (Младший), отправив императору следующую телеграмму: «Генерал-адъютант Алексеев сообщает мне создавшуюся небывалую роковую обстановку и просит меня поддержать его мнение, что победоносный конец войны, столь необходимый для блага и будущности России и спасение династии, вызывает принятие сверхмеры. Я как верноподданный считаю, по долгу присяги и по духу присяги, необходимым коленопреклонно молить Ваше Императорское Величество спасти Россию и Вашего Наследника, зная чувство святой любви Вашей к России и к Нему. Осенив себя крестным знаменьем, передайте Ему — Ваше наследие. Другого выхода нет. Как никогда в жизни, с особо горячей молитвой молю Бога подкрепить и направить Вас».
Главнокомандующий армиями Юго-Западного фронта генерал от кавалерии А.А. Брусилов был более краток. Как он впоследствии вспоминал, «Алексеев просил меня и всех главнокомандующих телеграфировать царю просьбу об отречении. Я ему ответил, что со своей стороны считаю эту меру необходимой и немедленно исполню». За отречение Николая II от престола высказались также главнокомандующие армиями Северного, Западного и Румынского фронтов — генерал от инфантерии Н.В. Рузский, генерал от инфантерии А.Е. Эверт и помощник главнокомандующего армиями Румынского фронта генерал от кавалерии В.В. Сахаров. 1 марта Николай II находился в Пскове, в штабе главнокомандующего армиями Северного фронта. Там, после получения телеграмм от командующих фронтами, 2 марта, император отрекся от престола за себя и за своего сына Алексея. Трон передавался младшему брату царя, великому князю Михаилу Александровичу. Однако и он тоже после переговоров с общественными деятелями отказался от верховной власти, заявив, что согласен принять ее только по решению Всероссийского учредительного собрания. Подобные заявления написали и все другие члены царской фамилии, которые могли иметь право на престол в будущем. Таким образом, с монархией в России было покончено.
В столице страны Петрограде события развивались столь же стремительно, как и в действующей армии. Еще днем 27 февраля, после занятия восставшими резиденции Государственной думы — Таврического дворца, там был организован Временный исполнительный комитет Петроградского совета рабочих и солдатских депутатов, а чуть позже — «Временный комитет Государственной думы для сношения с лицами и учреждениями». Это были зачатки новой правительственной системы. В ночь на 2 марта делегации обоих учреждений на переговорах согласовали состав правительства и его программу. Она включала ряд немедленных демократических преобразований и амнистию. В первоначальный состав Временного правительства вошли члены Государственной думы, а министром-председателем был избран князь Г.Е. Львов.
В действующей армии также произошла смена верховной власти. Одним из своих последних указов Николай II вновь назначил Верховным главнокомандующим великого князя Николая Николаевича (Младшего), занимавшего эту должность ранее, с 20 июля 1914 г. по 23 августа 1915 г. (до того как принял главнокомандование Кавказской армией). Вскоре великий князь покинул Тифлис, где находился штаб Кавказского фронта, и выехал в Ставку в Могилев для принятия дел. Начальник штаба Верховного главнокомандующего М.В. Алексеев докладывал Временному правительству: «Назначение великого князя Николая Николаевича Верховным главнокомандующим на всех фронтах было принято сочувственно и даже с радостью. У многих принятие им верховного командования связывается с надеждой на более скорый и победоносный конец войны». Позже генералы А. А. Брусилов, А.И. Деникин и другие также отмечали в мемуарах, что назначение Верховным главнокомандующим Николая Николаевича (Младшего) было встречено офицерским корпусом с пониманием и надеждой.
Однако Временное правительство признало пребывание великого князя на посту Верховного главнокомандующего нежелательным в связи «с негативным отношением народа к династии Романовых». В доверительном письме министр-председатель Временного правительства Г.Е. Львов писал Николаю Николаевичу (Младшему) по этому поводу: «Создавшееся положение делает неизбежным оставление Вами этого поста. Народное мнение решительно и настойчиво высказывается против занятия членами дома Романовых каких-либо государственных должностей. Временное правительство не считает себя вправе оставаться безучастным к голосу народа, пренебрежение которым могло бы привести к самым серьезным осложнениям. Временное правительство убеждено, что Вы, во имя блага Родины, пойдете навстречу требованиям положения и сложите с себя еще до приезда Вашего в Ставку звание Верховного главнокомандующего». Это письмо нашло великого князя уже в Могилеве. Глубоко огорченный позицией Временного правительства, он тем не менее немедленно сдал командование начальнику штаба Ставки М.В. Алексееву, а затем отправил Временному правительству письмо, в котором писал: «Рад вновь доказать мою любовь к Родине, в чем Россия до сих пор не сомневалась». Вскоре Николай Николаевич (Младший) покинул Ставку и уехал в Петроград, all марта был уволен от службы.
Военный министр Временного правительства А.И. Гучков выдвинул на должность Верховного главнокомандующего кандидатуру начальника штаба Ставки генерала от инфантерии М.В. Алексеева. Но большинство членов правительства высказалось против, находя его неподходящим для такой должности (они предложили на этот пост А.А. Брусилова). Для решения этого вопроса Временное правительство прибегло к запросу по телеграфу мнения 18 командующих фронтами и армиями о кандидатуре Алексеева. Из них 13 генералов дали положительный отзыв, а 5 хотя и признали достоинства Алексеева, но с разными оговорками. Наконец, 1 апреля Алексеев приказом Временного правительства был назначен Верховным главнокомандующим. Пост начальника штаба Ставки 5 апреля занял генерал-лейтенант А.И. Деникин, командовавший до этого 8-м армейским корпусом 9-й армии Румынского фронта.
К сожалению, подавляющее большинство высшего руководства действующей армии постигла та же судьба, что и Николая Николаевича (Младшего). Только в течение марта — апреля Временное правительство сместило с постов 4 из 5 главнокомандующих фронтами (кроме главнокомандующего армиями Юго-Западного фронта А.А. Брусилова) и 11 — из 14 командующих армиями. В целом же в марте — октябре в отставку были уволены 374 генерала, причем в первую очередь представители высшего армейского руководства. Так, из 225 полных генералов (от инфантерии, кавалерии и артиллерии), состоявших на службе к кануну Февральской революции, Временным правительством были уволены 68. В то же время присвоило оно это звание лишь 7 генералам. Главным критерием оценки личности военачальника в тот момент стала политическая благонадежность, хотя нелишне напомнить, что присягу Временному правительству принял практически весь офицерский корпус. Исключение составили лишь немногие генералы и офицеры — например, командир гвардейского кавалерийского корпуса генерал от кавалерии хан Г. Нахичеванский, командир 3-го кавалерийского корпуса генерал от кавалерии граф Ф.А. Келлер, командир 2-го конного Прибалтийского полка полковник Ф.В. Винберг.