Известия, которые Савинков регулярно передавал из Петрограда через Филоненко, приводили Корнилова в недоумение. Савинков (которому было поручено, как было сказано выше, переписать докладную записку Корнилова) был тогда в плохих отношениях с Керенским. Видя, что дела его у министра-председателя нисколько не продвигаются, он, вместе с Филоненко, опять пригласил Корнилова приехать на день в Петроград, чтобы он мог лично обратиться к правительству и изложить ему свою программу. Такая поездка в момент, когда военное положение опять стало угрожающим, была затруднительна, и Корнилов без особой охоты согласился на это предложение. 10 августа он сел в поезд. Уже после отхода поезда из Могилёва, в Ставку пришла телеграмма Керенского с извещением о том, что приезд Корнилова в Петроград больше не требуется и что ему следует оставаться на посту. Но Корнилов получил эту телеграмму только по приезде в Петроград.
Обстоятельства этой второй поездки Корнилова в столицу (10 августа) сильно отличаются от условий первой его поездки, за неделю до этого. Из-за нападок прессы на Корнилова возникли слухи о возможном покушении на его жизнь, и его убедили взять с собой охрану. С вокзала он прямо поехал в Зимний дворец, окружённый конвоем текинцев с двумя пулеметами. Пока он совещался с Керенским, конвой дожидался его в вестибюле дворца.
Извинившись за телеграмму, Керенский объяснил, что на приглашение Корнилову приехать в столицу, исходившее от Савинкова, он разрешения не давал и, следовательно, правительство по этому поводу собираться не будет. Тогда Корнилов спросил Керенского, ознакомился ли тот с его докладом, который был поручен Савинкову для переработки, и получил путаный ответ, что о некоторых местах доклада уже заходила речь, тогда как другие ещё не обсуждались. Корнилову было также сказано, что, вместо обсуждения его предложений на заседании правительства, он сможет о них поговорить с тремя главными министрами, т.е. с Терещенко, Некрасовым и им самим - Керенским. К своему изумлению, Корнилов услышал, что присутствие Савинкова не предвидится.
Приведённый в полное замешательство, Корнилов обратился к Савинкову, который подтвердил его впечатление, что Керенский полного текста его доклада не видел и что обсуждались только отдельные его пункты. К шести часам вечера того же дня Корнилов с Савинковым завершили работу над докладной запиской о мерах, которые необходимо принять для восстановления порядка в армии и в стране, и подписали её. Филоненко прибавил свою подпись, и Корнилов сразу же представил доклад "триумвирату", состоящему из Некрасова, Терещенко и Керенского. Ему было сказано, что хотя правительство в основном согласно с содержанием доклада, но, чтобы он превратился в закон, потребуется обычное в этих случаях время. Совещание с министрами прошло во вполне дружественной обстановке, и Корнилов имел все основания быть им довольным. Но до отъезда из Петрограда, в тот же вечер, он ещё раз встретился с Савинковым, на этот раз в частном порядке. Савинков жаловался, что ему было чрезвычайно трудно заставить Керенского обсудить доклад и принять соответствующие решения на Совете министров. Уже в поезде, на пути к Ставке, Корнилов узнал, что Савинков подал прошение об отставке от должности товарища военного министра и что отставка его была принята.
Вот здесь и происходит развилка, Корнилов разворачивает поезд и вместе со своими текинцами возвращается в Петроград. Появление главкома в Зимнем было абсолютно внезапным, Керенский не успел переодеться в женское платье и был захвачен в одной из комнат дворца. На рассвете 12 августа, перед спешно собранным правительством бледный министр-председатель объявил, что для спасения Родины и Свободы вверяет всю полноту власти Главковерху и военному министру. После этого Корнилов заявил: - "По сведениям контрразведки, доставленным мне, в Петрограде готовится большевистское восстание между 28 августа и 2 сентября. Это восстание имеет целью низвержение власти Временного правительства, провозглашение власти Советов, заключение мира с Германией и выдачу ей большевиками Балтийского флота. Ввиду столь грозной опасности, угрожающей России, я не вижу иного выхода, как немедленная передача власти Временного Правительства в руки Верховного Главнокомандующего."
Следом Генерал Корнилов сообщил что:
1) Объявляет г. Петроград на военном положении.
2) Требует всю власть, военную и гражданскую, в руки Верховного Главнокомандующего.
3) Объявлена отставка всех министров, не исключая и министра-председателя, и передача временного управления министерств товарищам министров, впредь до образования кабинета Верховным Главнокомандующим.