В ночном бою при переправе через реку Прут 28 мая 1916 года его стрелковый дивизион взял линию австрийских окопов и стойко удерживал их двое суток. Затем его стрелки участвовали в преследовании отступающего неприятеля до горных проходов в Карпатах. У Кирлибаба – Дорна-Ватра стрелки-кавалеристы, преодолев семь рядов колючей проволоки, прорвались через четыре линии окопов, взяв 250 пленных и трофеи.
1 октября 1916 года у румынской деревни Паничи Дутов был вторично контужен и получил ранение осколком снаряда, после чего на некоторое время потерял зрение и слух. После выздоровления был назначен командующим 1-м Оренбургским казачьим полком. В кровопролитных боях зимой 1916/17 года его полк доблестно прикрывал отступление союзников-румын от Бухареста, потеряв при этом почти половину своего состава.
После Февральской революции, в ходе которой канула в историю династия Романовых, в марте 1917 года в Петрограде прошел 1-й Общеказачий съезд. Энергичный, умеющий сказать веское и твердое слово войсковой старшина А. И. Дутов был избран заместителем председателя Временного совета Всероссийского союза казачьих войск.
В июне командир полка оренбуржцев возглавил работу 2-го Всероссийского казачьего съезда, став председателем Совета Всероссийского союза казачьих войск. То есть на политической сцене 17-го года он оказался заметной фигурой. Своего отрицательного отношения к происходящему развалу русской армии Дутов не скрывал, и уже одно это поставило его на сторону Белого движения.
Как председатель Совета Всероссийского союза казачьих войск, оказал большую моральную поддержку Верховному главнокомандующему России генералу от инфантерии Л. Г. Корнилову, казаку сибирскому. Особенно это сказалось в дни так называемого «корниловского мятежа».
Потом исследователи скажут, что полковник Дутов в 17-м году оказался дальновидным политиком, видевшим скорый и неизбежный крах Временного правительства и возрастающую роль Советов в управлении страной. Но мириться с их властью он не помышлял. Для борьбы же требовались реальные силы, которыми в той ситуации могли быть прежде всего казачьи войска. Но, разумеется, не все, а только какая-то их часть, скорее всего большая.
…В конце сентября 1917 года состоялся чрезвычайный войсковой круг Оренбургского казачьего войска, третьего по численности после Дона и Кубани. 1 октября он избрал Александра Ильича Дутова войсковым атаманом, произведя его в чин полковника и назначив председателем войскового правительства. Он сменил на атаманском посту генерал-майор Н. П. Мальцева, «отличавшегося нерешительностью и вялостью». За Дутова в ходе тайного голосования высказалось 128 из 149 делегатов войскового круга.
Судьба готовила оренбургскому атаману бремя правительственных забот. 7 октября он выехал в Петроград для передачи своей должности председателя Совета Всероссийского казачьего союза и доклада Временному правительству о положении дел в войске. В столице Дутов принял участие в совещании, на котором были намечены члены комиссий будущего временного совета Российской республики (Предпарламента). Его избрали членом комиссии по обороне.
Глава Временного правительства А. Ф. Керенский утвердил Дутова в чине полковника. Тот в середине октября получает назначение на должность правительственного главноуполномоченного по продовольственному делу в Оренбургской губернии и Тургайской области (с полномочиями министра).
Дутов вернулся в войсковую столицу город Оренбург 26 октября и приступил к работе в новых должностях. В тот же день приказом № 816 по Оренбургскому казачьему войску атаман объявил о непризнании власти Советов, считая захват власти большевиками в ходе октябрьского переворота преступным и недопустимым. Было заявлено о полной поддержке мер коалиционного Временного правительства в борьбе с его противниками.
В том приказе полковник А. И. Дутов объявил о взятии им на себя «всей полноты власти в войске и губернии». Принятие такого решение объяснялось «в силу прекращения сообщения и связи с центральной государственной властью и принятия во внимание чрезвычайных обстоятельств».
В Оренбурге сформировался Комитет спасения Родины и Революции. Он был создан из представителей казачества, городского и местного самоуправлений, различных организаций и партий – от кадет до меньшевиков и правых социалистов-революционеров (эсеров). Во главе Комитета встал атаман полковник А. И. Дутов.
На улицах города Оренбурга появились казачьи и офицерские патрули. Главной надежной силой атамана стали Оренбургское казачье училище (150 юнкеров, начальник училища генерал-майор К. М. Слесарев), офицерские роты и остатки Оренбургской школы прапорщиков (20 человек во главе с поручиком Студеникиным).
Началось расформирование трех запасных солдатских полков местного гарнизона. После разоружения гарнизонных частей сотнями 1-го запасного казачьего полка, стоявшего в Оренбурге, все солдаты пехотных частей распускались по домам. Оружие запасников пошло на вооружение белых добровольцев.