Врангель хотел поговорить с генералом Корниловым, с которым виделся единственный раз год назад в царской Ставке в Могилеве, и поехал на автомобиле через Черновицы в Коломыю, где располагался штаб 8-й армии. Лавр Георгиевич принял его утром 7 июля. В тот же день Корнилова назначили командующим Юго-Западным фронтом. Петр Николаевич так описал эту встречу: «Он нисколько не изменился с той поры: маленький, сухой, смуглый и загорелый, с небольшой бородкой и жесткими черными усами, с лицом заметно выраженного монгольского типа, он говорил выразительными отрывистыми фразами. В нем чувствовался особый порыв, какая-то скрытая, ежеминутно готовая к устремлению сила. Он очень спешил, уезжая через несколько часов в штаб фронта. Я вкратце сообщил ему о том, что известно мне было о положении в Петербурге, дал сведения о моей там работе и предложил использовать графа Шувалова для связи со столицей. Генерал Корнилов тут же приказал зачислить графа Шувалова ординарцем. Генерал пригласил меня обедать, и мы вместе пошли в столовую».

Восьмого июля Врангель прибыл в свою дивизию, расположенную в 25 верстах от Станислава. На следующий день штабу дивизии пришлось отступить в Станислав. Врангель получил приказ: прикрыть отход 8-й армии на реку Збруч. Для этого новый командующий армией генерал Черемисов 10 июля назначил его командиром Сводного конного корпуса, в который вошли 7-я кавалерийская и 3-я Кавказская казачья дивизия. Этот корпус должен был прикрыть стык 7-й и 8-й армий.

В ночь с 9 на 10 июля отступающие войска устроили в Станиславе еврейский погром, разграбив лавки и магазины. В городе начались пожары. Петр Николаевич с казаками, взявшими погромщиков в нагайки, сумел остановить бесчинства. Помог и полк польских улан, по приказу Врангеля расстрелявший нескольких грабителей.

Врангель был в расположении 7-й кавалерийской дивизии, когда ее позиции подверглись обстрелу немецкой тяжелой артиллерией. Чтобы не допустить паники, барон стал демонстративно пить с офицерами чай в дивизионном штабе, хотя рядом рвались снаряды. Он так описал этот эпизод: «У небольшого дома лесника я увидел группу офицеров. Из избы были вынесены стол, скамьи и стулья, и офицеры пили чай. Кругом полянки среди деревьев виднелись кони. Здесь стояла спешенная бригада. Едва я слез с лошади и направился к столу, как послышался характерный гул приближающегося снаряда. Мгновение — и раздался взрыв. Снаряд упал тут же за избой. Послышались стоны, по полянке со сбитым седлом и окровавленным крупом проскакала лошадь. Среди спешенных полков стало заметно движение. Отдельные люди с лошадьми потянулись в лес. Я понял, что еще минута, и начнется беспорядочный отход. В лесу шрапнельный огонь противника не мог быть очень действенным. Необходимо было сохранить порядок. Я скомандовал „смирно“ и, сев за стол, потребовал себе чая. Новый снаряд прогудел в воздухе и, ударившись где-то вблизи, разорвался. Один осколок, громко жужжа, упал около стола так, что я, не вставая со стула, мог, нагнувшись, его взять. Я поднял осколок и, повернувшись к ближайшему полку, крикнул солдатам: „Бери, ребята, горяченький, к чаю на закуску“, — и бросил осколок ближайшему солдату. В одну минуту лица просветлели, послышался смех, от недавней тревоги не осталось и следа. Выпустив еще два-три снаряда, противник прекратил огонь. Мы потеряли всего два человека и несколько лошадей ранеными».

По словам Врангеля, с этого дня между ним и его солдатами установилось невидимое духовное единение: «…я почувствовал, что полки у меня в руках, что та психологическая связь между начальником и подчиненными, которая составляет мощь каждой армии, установилась».

Корнилов прислал Врангелю телеграмму: «Прошу принять лично и передать всем офицерам, казакам и солдатам Сводного конного корпуса, особенно же кинбурнским драгунам и донцам, мою сердечную благодарность за лихие действия корпуса 12 июля, обеспечившие спокойный отход частей на стыке армий. Корнилов». 15-го числа русские войска отошли к реке Збручу, потеряв с начала июньского наступления убитыми, ранеными и пленными 1968 офицеров и 56361 солдата.

Временное правительство разрешило награждать солдат орденами Святого Георгия, а офицеров — солдатскими Георгиями. 24 июля 1917 года по постановлению наградных дум частей Сводного конного корпуса, утвержденному командующим 8-й армией, Врангель был награжден солдатским Георгиевским крестом 4-й степени за обеспечение силами вверенного ему корпуса отхода русской пехоты к реке Збруч в период с 10 по 20 июля 1917 года.

Восемнадцатого июля Корнилов был назначен Верховным главнокомандующим. 25 августа он, по договоренности с главой Временного правительства Керенским, направил 3-й конный корпус генерала Крымова в Петроград для подавления возможного восстания большевиков, а 27-го числа Керенский под давлением Петроградского Совета объявил Корнилова мятежником и сместил с поста. В тот же день Врангель приехал верхом в штаб 8-й армии. Он был свидетелем получения сразу двух взаимоисключающих телеграмм: Корнилова — о «предательстве» Керенского и Керенского — с объявлением Корнилова вне закона. Командующий армией генерал-лейтенант Соковнин и начальник штаба генерал Ярон пребывали в растерянности, но всё же не отменили приказ об отправке 2-й бригады 3-й Кавказской дивизии на соединения с Туземной (Дикой) дивизией 3-го корпуса неподалеку от Пскова, в районе станции Дно.

Однако осуществить эту переброску не удалось. Вечером к Врангелю прибыл начальник 3-й Кавказской дивизии генерал Одинцов и сообщил, что комитет 8-й армии получил телеграмму Керенского. Поскольку командующий и штаб армии устранились от руководства войсками, командование фактически перешло к армейскому комитету. Одинцов предложил Врангелю поднять по тревоге корпус, арестовать штаб армии и принять командование. Но Петр Николаевич не пошел на эту авантюру. Он понимал, что исход дела решается в Петрограде, а к исходу 27 августа уже возникли серьезные сомнения в том, что выступление Корнилова приведет к успеху. Настроения в подчиненных Врангелю войсках были не такими, чтобы он мог арестовать армейский комитет. Утром 28-го ему доложили, что войсковой комитет 3-й казачьей дивизии вызывает в дивизию членов комитета 7-й дивизии. Туда также прибыли представители комитета 8-й армии, а генерал Одинцов по их требованию задержал отправку к Петрограду одной из бригад своей дивизии. Врангель прибыл в штаб 3-й дивизии, но ему не удалось предотвратить принятие резолюции в поддержку Керенского. 7-я дивизия не приняла никакой резолюции — ни за Керенского, ни за Корнилова. 29 августа был получен приказ штаба армии об установлении контроля войсковых комитетов: отныне все приказания начальников вступали в силу лишь после их скрепления подписью одного из членов соответствующего комитета.

В беседе с глазу на глаз Врангель заявил Соковнину: «Это приказание, ваше превосходительство, я считаю оскорбительным для начальников. Выполнить его я не могу. Прошу немедленно отчислить меня от командования корпусом… Ежели вы меня не отчислите, то мне не остается ничего другого делать, как по тревоге поднять 7-ю дивизию и говорить непосредственно с комитетчиками». Испугавшийся не на шутку Соковнин обещал тут же переговорить с комитетом армии. Через час ординарец принес Врангелю приказание командарма, где пункт предыдущего приказа о визировании членами комитетов распоряжений начальников отменялся. Однако контроль комитетов над войсковой связью продолжался.

Вернувшись к себе в штаб, Врангель приказал перенести в свою квартиру телеграфный и телефонный аппараты.

Тем временем контрреволюционное выступление полностью провалилось. 2 сентября Корнилов был арестован, а Крымов застрелился. Корниловщина привела к полной дезорганизации армии. В борьбе с Корниловым Керенский вынужден был опереться на помощь большевистских агитаторов. Теперь большевики и их союзники левые эсеры получили преобладание в Советах Петрограда и Москвы, а также во фронтовых и армейских комитетах ближайших к столице Северного и Западного фронтов. В большинстве частей офицеры полностью утратили влияние на солдат. Наблюдались случаи расправ над теми, кого обвиняли в сочувствии Корнилову. Многие офицеры покидали полки, опасаясь за свою жизнь.