Liczył dzięki temu na zjednoczenie wszystkich ziem ukraińskich pod berłem carskiej Rosji. Od 1916 był etatowym funkcjonariuszem Wszechrosyjskiego Związku Ziemstw i Miast, ogólnorosyjskiej organizacji samorządowej utworzonej w celu pomocy państwu rosyjskiemu w organizacji zaopatrzenia i zaplecza szpitalnego dla armii. Wraz z rodziną przeprowadził się do Mińska.
Od rewolucji lutowej i obalenia caratu w marcu 1917 roku związany z organizacjami dążącymi do budowy niepodległego państwa ukraińskiego. W kwietniu 1917 zainicjował i zorganizował w Mińsku Ukraiński Kongres Frontu Zachodniego. Kongres utworzył Ukraińską Radę Frontu i wybrał Petlurę na jej przewodniczącego. Pełniąc tę funkcję został oddelegowany na Ukraiński Kongres Narodowy, zwołany przez Ukraińską Centralną Radę. W grudniu 1917 z jego inicjatywy sformowano Hajdamacki Kosz Słobodzkiej Ukrainy, nad którym objął dowództwo i którym dowodził do marca 1918. Po okupacji w lutym 1918 terytorium Ukraińskiej Republiki Ludowej przez wojska niemieckie i austro-węgierskie (w konsekwencji traktatu brzeskiego), obaleniu 28 kwietnia 1918 przy udziale wojsk niemieckich rządu URL i ustanowieniu Hetmanatu Pawła Skoropadskiego Petlura znalazł się w opozycji.