Новые органы власти. С 28 февраля 1917 года в Оренбург стали поступать телеграфные сообщения о вооруженном восстании в Петрограде и об отречении Николая II от престола. Оренбургский губернатор генерал-лейтенант М. С. Тюлин, сменивший Н. А. Сухомлинова, приказал скрыть их от народа. Попытки губернатора и небольшой группы его приверженцев сохранить собственную власть введением военного положения в Оренбурге и губернии потерпели полный провал. Части оренбургского гарнизона не поддержали представителей старой власти. М. С. Тюлин был отстранен от должности 6 марта 1917 года телеграфным распоряжением главы Временного правительства князя Г. Е. Львова. 22 марта 1917 года указом Временного правительства он был направлен на Кавказский фронт, воевал с турками и был произведен в генералы-от-кавалерии.
По телеграмме Г. Е. Львова управление губернией перешло к председателю Оренбургской земской управы Н. А. Холодовскому, который становился губернским комиссаром Временного правительства. Объем полномочий и должностные обязанности губернского комиссара были точно такими же, что и у гражданского губернатора. Он должен был сменить прежнюю структуру управления новой структурой, поставить во главе уездов вместо исправников уездных комиссаров Временного правительства, упразднить прежние губернские учреждения. На практике этот процесс свелся главным образом к перемене названий учреждений и смене первых лиц, их прежде возглавлявших. Оренбургскую полицию стали именовать милицией и т.д. Полностью было ликвидировано только Оренбургское губернское жандармское управление. Жандармских офицеров и унтер-офицеров приравняли к военнослужащим и отправили на фронт.
Параллельно официальной власти в губернии в марте 1917 года возникла и оформилась власть неофициальная в лице Советов рабочих, солдатских, казачьих и крестьянских депутатов. 8 марта рабочими Оренбурга был избран городской Совет рабочих депутатов в количестве 150 человек. Его председателем стал большевик А. А. Коростелев — токарь Главных мастерских Ташкентской железной дороги. Одновременно проходили выборы и в городской Совет солдатских депутатов. Было избрано 300 делегатов. Председателем Совета стал эсер П. Д. Чередниченко. В середине марта эти Советы объединились и образовали Оренбургский Совет рабочих и солдатских депутатов. 25 марта объединенный Совет принял решение о введении в городе 8-часового рабочего дня и установлении равной оплаты труда мужчин и женщин. 27 марта был подписан соответствующий договор с владельцами промышленных, торговых и транспортных предприятий города.
В апреле 1917 года возник Совет офицерских депутатов, в июне — Совет крестьянских депутатов, 7 июля был создан Совет казачьих депутатов. Почетным председателем этого Совета был избран полковник А. И. Дутов, по своим взглядам близкий к кадетам. 15 июля все четыре совета объединились. На выборах в Оренбургскую городскую думу партии социалистической ориентации одержали убедительную победу, получив 67 мест из 101.
Утверждение новых органов власти проходило в обстановке резкого ухудшения материального положения населения. Справиться с ситуацией, грозящей острым социальным кризисом, Н. А. Холодовскому не удалось. 27 июня 1917 года он был освобожден от должности, а 1 июля решением Временного правительства губернским комиссаром стал Н. В. Архангельский. До своего назначения на эту должность он был заместителем председателя Челябинского Совета крестьянских депутатов, представлял в этом Совете партию эсеров.
Установление военной диктатуры.В условиях хозяйственной разрухи, надвигавшейся на губернию, уверенно заявила о себе еще одна властная структура, представленная выборными органами казачьего самоуправления. 23 сентября 1917 года Чрезвычайный войсковой круг Оренбургского казачьего войска объявил, что казачество имеет право «на свои земли, недра и прочие угодья». Круг постановил «не допускать никаких беспорядков на своей территории». Наказным атаманом был избран А. И. Дутов, бывший ранее председателем Совета Союза казачьих войск России и активно поддержавший мятеж генерала Л. Г. Корнилова против Временного правительства в августе—сентябре 1917 года.
Свержение Временного правительства и арест его членов в ночь с 25 на 26 октября в Петрограде А. И. Дутов и его единомышленники расценили как узурпацию власти «преступным и совершенно недопустимым» путем. Они заявили, что не подчинятся решениям II Всероссийского съезда Советов и его исполнительных органов. В приказе № 816 А. И. Дутов сообщал населению губернии, что возглавляемое им Войсковое правительство берет «на себя всю полноту исполнительной государственной власти временно, впредь до восстановления власти Временного Правительства». Казачьи отряды начали ликвидацию Советов в губернии. С согласия губернского комиссара Н. В. Архангельского 27 октября 1917 года Оренбург был объявлен на военном положении с передачей всей власти наказному атаману.
Совет Народных Комиссаров (СНК), возглавляемый В. И. Ульяновым (Лениным), в свою очередь, объявил действия А. И. Дутова «контрреволюционным мятежом». 4 ноября 1917 года в Оренбург прибыл делегат II Всероссийского съезда Советов большевик С. М. Цвиллинг, назначенный СНК чрезвычайным комиссаром Оренбургской губернии. Он предложил Н. В. Архангельскому сложить полномочия высшего должностного лица в губернии, но получил отказ. Местные большевики решили противопоставить казакам А. И. Дутова 25 тыс. солдат оренбургского гарнизона. 6 ноября был разработан план вооруженного восстания в городе. Но А. И. Дутов сумел опередить своих противников. В ночь с 14 на 15 ноября по его приказу был арестован в здании Караван-Сарая созданный для руководства восстанием Военно-революционный комитет (ВРК) в количестве 86 человек. Под арестом оказался его председатель — С. М. Цвиллинг, а также другие видные большевики.
26 ноября делегация оренбургских рабочих обратилась к председателю СНК В. И. Ленину с просьбой о помощи в восстановлении власти Советов в губернии. В. И. Ленин отдал соответствующее распоряжение. Чрезвычайным комиссаром по борьбе с дутовцами был назначен П. А. Кобозев, инженер-путеец, работавший с 1915 года на строительстве железной дороги Оренбург — Орск. Он был членом РСДРП с 1898 года, делегатом II Всероссийского съезда Советов. Основной базой наступления на Оренбург была выбрана Самара. 12 декабря 32 большевика бежали из дутовской тюрьмы, часть из них перебралась в Самару и Бузулук к П. А. Кобозеву.
Установление Советской власти в Оренбурге. Наступление на Оренбург П. А. Кобозев решил вести с двух направлений: со стороны Бузулука и со стороны Челябинска. За отсутствием регулярных войск в его распоряжении были отряды рабочих-красногвардейцев и матросов. Обе противоборствовавшие стороны располагали незначительным количеством сил — по 2—2,5 тыс. человек. 20 декабря 1917 года П. А. Кобозев направил в Оренбург ультиматум, требуя от А. И. Дутова сложить оружие. Положение диктатора-атамана в это время было шатким. Рабочие Оренбурга объявили всеобщую стачку и готовили в городе восстание. Местный отряд рабочей гвардии возглавил А. Е. Левашов. Для его вооружения машинист Ф. Г. Кравченко в тайне от дутовцев провез из Самары в тендере паровоза винтовки, пулеметы и патроны.
Не дождавшись ответа на свой ультиматум, П. А. Кобозев начал наступление из Бузулука в направлении на Оренбург. Красногвардейцы дошли до Сырта, где состоялся первый бой, затем подошли к Каргале. После боя под Каргалой они отступили, как сообщал П. А. Кобозев, «ввиду истощения сил».
Получив подкрепление в Бузулуке, куда прибыл из Челябинска отряд матросов, и нового начальника — мичмана С. Д. Павлова, красногвардейцы опять начали наступление. Теперь их отряды насчитывали 3 тыс. человек пехоты, 200 кавалеристов, 6 артиллерийских батарей, 2 аэроплана, бронепоезд. Боевые действия велись вдоль железнодорожного полотна и имели характер перестрелок. Обильный снегопад лишил А. И. Дутова возможности использовать конницу для охвата противника с флангов. Во встречных столкновениях отряды С. Д. Павлова были явно сильнее, поскольку имели не только пулеметы, но и артиллерию.
По мере продвижения красных усиливалась паника в Оренбурге, где выступил красногвардейский отряд А. Е. Левашова, занявший вокзал. Отказавшись от защиты города, А. И. Дутов в ночь на 18 января (1 февраля) 1918 года покинул Оренбург, сопровождаемый охраной из 7 человек. Утром в город вошли отряды С. Д. Павлова.
Основные силы дутовцев численностью в 500 человек отступили в Верхнеуральск. Сюда же прибыл вскоре и сам атаман. Не находя массовой поддержки в станицах, он к началу марта в стычках с красными потерял половину личного состава своего отряда. 4 марта в Верхнеуральск вошли части Красной гвардии. А. И. Дутов был вынужден отступить за пределы губернии, в Тургайскую область.