После этого Керенский пригласил Львова в Библиотеку Николая II, где начальник милиции полковник С. А. Балавинский арестовал депутата.

На заседании Кабинета Керенский заявил об отстранении Верховного Главнокомандующего, поскольку тот намерен свергнуть правительство. В знак солидарности с Корниловым министры-кадеты подали в отставку. Одновременно Керенский послал телеграмму Корнилову с приказанием сдать должность генералу А. С. Лукомскому и явиться в Петроград.

27 августа во всех газетах появилось сообщение Керенского № 4163, в котором он говорил об «ультиматуме» переданном ему представителем Верховного Главнокомандующего Львовым; обвинял генерала Корнилова в попытке воспользоваться тяжелым положением в стране и установить личную диктатуру; требовал от Корнилова сдать пост Верховного Главнокомандующего генералу В. Н. Клембовскому; объявлял Петроград и Петроградский уезд на военном положении и призывал принять все меры «для спасения Родины, свободы и республиканского строя».

Для противодействия «мятежному» генералу А. Ф. Керенский обратился к левым политическим силам с призывом защиты от военной диктатуры и сделал непоправимую ошибку: пошёл на вооружение рабочих.

Вслед за сообщением Керенского Петроградский совет обратился к войскам и советам с призывом не подчиняться приказам «мятежников и предателей» Корнилова и Лукомского.

Тем временем, получив телеграмму от Керенского с требованием сдать должность генералу Лукомскому и явиться в Петроград, Корнилов не поверил в ее подлинность и решил, что это провокация, поскольку в телефонном разговоре Керенский обещал приехать в Ставку и тем самым поддержать Корнилова. Все попытки получить подтверждение из Петрограда оказались тщетными, поскольку перестал работать телеграф.

Наконец, в ночь на 28 августа Корнилов получил сообщение Керенского и был ошеломлен. Немедленно было выпущено «Воззвание к русским людям», в котором сообщение № 4163 называлось «ложью и провокацией», а также подчеркивалось что «Временное правительство под давлением большевицкого большинства Советов действует в полном согласии с планами германского генерального штаба… убивает армию и потрясает страну внутри» и далее: «Тяжелое сознание неминуемой гибели страны повелевает мне в эти грозные минуты призвать всех русских людей к спасению умирающей Родины… Я, генерал Корнилов, — сын казака-крестьянина, заявляю всем и каждому, что мне лично ничего не надо, кроме сохранения Великой России, и клянусь довести народ — путём победы над врагом — до Учредительного Собрания, на котором он сам решит свои судьбы и выберет уклад своей новой государственной жизни». Одновременно было обнародовано обращение к железнодорожникам, где требовалось «безусловное выполнения» распоряжений о перевозке войск генерала Крымова в Петроград и предупреждалось, что в случае неисполнения будут введены беспощадные карательные меры.

Выступление генерала Корнилова поддержали Главнокомандующий Юго-Западного фронта генерал-лейтенант А. И. Деникин, генералы И. Г. Эрдели и Е. Ф. Эльснер. Главнокомандующий Северным фронтом генерал В. Н. Клембовский подал в отставку.

На борьбу с «корниловщиной» в 3-й кавалерийской корпус генерала Крымова были посланы агитаторы от Петросовета и Временного правительства, которые своей демагогической агитацией разложили корпус настолько, что 29 августа он не мог продолжать двигаться дальше на Петроград. Тоже произошло и с верной Корнилову Кавказской Туземной дивизией.

29 августа Керенский объявил себя Верховным Главнокомандующим, а генерала Алексеева начальником своего штаба.

30 августа генерал Самарин прибыл в Лугу, где поставил Крымова в известность о происходящих событиях и передал приказ Министра-председателя явиться в Петроград. На следующий день было официально объявлено о подавлении «мятежа», а 2 сентября генерал Корнилов был арестован в Могилеве.

Так из-за нерешительности и амбиций Керенского, авантюризма Львова и деятельности других деятелей Февральской революции провалилась последняя попытка не пустить к власти большевиков.

Созданной Временным правительством 28 августа 1917 г. «Чрезвычайной комиссии для расследования дела о бывшем Верховном главнокомандующем генерале Л. Г. Корнилове и соучастниках его» было поручено расследовать все детали непростого и запутанного «дела Корнилова». Председателем комиссии был назначен военно-морской прокурор И. С. Шабловский, в прошлом известный адвокат. В состав комиссии были включены: военные юристы, полковники Н. П. Украинцев и Р. Р. фон Раупах, гражданский судебный следователь Н. А. Колоколов.

Керенский и поддерживающие его социалисты были уверены, что комиссия должна установить существование некой тайной организации, которая способствовала «заговору Корнилова» и хотела если не вернуть монархию, то установить военную диктатуру, но практически сразу стало ясно, что речь идет всего лишь о «трагическом недоразумении», в которое по политическим соображениям уже никто не хотел поверить.

31 августа, услышав объяснения генерала Крымова, И. Шабловский отпустил его, предварительно не усмотрев в его действиях попытки «мятежа». Но на следующий день, генерал Крымов не явился на допрос, так как под воздействиями острых переживаний покончил с собой той же ночью.

2 сентября члены комиссии прибыли в Могилев. Корнилов к этому времени содержался в тюрьме города Быхов, а поддержавшие его Деникин и члены его штаба в Бердичеве и Житомире.

Первое, что было необходимо сделать, это объединить всех подследственных в одном месте. Поэтому «Деникинская группа», содержавшаяся в Бердичеве, должна была быть доставлена в Быхов, но вызванный с Юго-Западного фронта комиссар Н. И. Иорданский отказался сделать это, ссылаясь на крайнее возбуждение солдат. Также он сообщил, что в Бердичеве намечено создать военно-революционный трибунал, который должен решить дело в 24 часа.

Прибывший 5 сентября в Ставку Керенский требовал от комиссии скорейшего решения по делу Корнилова и передачи обвинительного заключения в военно-революционный суд, но комиссия решительно воспротивилась этому, заявив, что не может установить все обстоятельства по делу в кротчайший срок и что дело «Деникинской группы», не может рассматриваться в отрыве от дела «Корниловской».

Керенский отказался одобрить заключение комиссии и вызвал в Ставку комиссара Иорданского, вместе с которым приехали прокурор Юго-Западного фронта генерал С. А. Батог и представитель солдатского комитета Дашинский. Когда все они собрались в вагоне комиссии, у ее членов отпало всякое сомнение, что суд в Бердичеве вынесет смертный приговор, который повлечет за собой столь же быстрое решение участи «Быховских узников». Так Дашинский заявил тоном, не терпящим возражения, что «проволочка в деле Деникина, хоты бы два дня, может вызвать такие события, исход которых трудно представить».

Председатель и члены Комиссии, отстаивали свою точку зрения. Они привели аргументы, о том, что военно-революционному суду могут быть подведомственны лишь дела не требующие предварительного следствия, к каковым «дело Корнилова» отнесено быть не может, поскольку была учреждена Чрезвычайной следственная комиссии. Кроме того, дело Корнилова должен рассматривать гражданский, а не военный суд, поскольку генералом Корниловым не было совершено воинских преступлений.