Вступив с 20 апреля 1916 года в должность начальника Штаба 2-й Кавказской казачьей дивизии уже в чине генерал-майора, Марков и на Кавказском фронте лично участвовал в боях. А осенью Сергея Леонидовича вызвали в Петроград для чтения лекций по общей тактике в Николаевской Военной Академии для первого ускоренного курса военного времени. С первой же лекции «совсем молодой сухой генерал с резкими чертами худого нервного лица» – «Георгиевский крест, Георгиевская шашка, в руках серая папаха», – покорил аудиторию. Образная речь молодого преподавателя, громадный запас примеров из личного опыта Японской и Мировой войн, всегда резкие умозаключения отличали лекции Маркова. Это были захватывающие беседы с соратниками, сверкавшие живой мыслью, порвавшей с шаблонами прошлого и ищущей новых путей, вызывавшей офицеров на диспут, возражения, критику.
Один из слушателей Академии рассказывает: «Лекции профессора С. Л. Маркова пользовались большим успехом…Эти лекции, излагаемые в коротких и резких штрихах не профессионалом-теоретиком, а боевым генералом-профессором, имевшим за плечами двухлетний опыт на строевых и штабных ступенях боевой деятельности, были ценнейшим вкладом для “имеющих уши – слышать”.
Во всех лекциях генерала Маркова не только всегда ярко и четко проводилась идея или идеи, но и ощущалась сильная одухотворенность всего им высказываемого. Дух возбуждает идеи, ум их творит, воля их осуществляет. Генерал Марков делил всех на одухотворенных и неодухотворенных, на идейных и безыдейных, на волевых и безвольных, как бы ставя перед каждым слушателем задачу – разобраться в себе…Все лекции генерала налагали огромное впечатление: они не только давали знания, но и заставляли творчески работать мысль; они не только возбуждали дух, но и побуждали к его развитию, укреплению, усилению; они требовали неуклонного волевого развития».
На прощание, в академический праздник, Марков напутствовал офицерскую молодежь: «…Хотя я здесь призван уверять Вас, что ваше счастье за письменным столом, в науке, но я не могу, это выше моих сил; нет, ваше счастье в подвиге, в военной доблести, на спине прекрасной лошади. Идите туда, на фронт и ловите ваше счастье». Восторженная молодежь подняла на руки своего преподавателя.
Немного месяцев пробыл Сергей Леонидович лектором в Академии: его тянуло на фронт, и он высказался откровенно и решительно, когда закончил свою очередную лекцию: «Все это, господа, вздор, только сухая теория! На фронте, в окопах – вот где настоящая школа. Я ухожу на фронт, куда приглашаю и вас!» И он уехал.
В январе 1917 года Сергея Леонидовича назначили на должность генерала для поручений при командующем X-й армией генерале В. Н. Горбатовском. С началом революции генерал Марков принял (с марта 1917 года) должность 2-го генерал-квартирмейстера Штаба Верховного Главнокомандующего – генерала М. В. Алексеева. Начальником Штаба Верховного Главнокомандующего в конце марта 1917 года стал генерал Деникин. Из дневников Сергея Леонидовича за март – апрель 1917 года, которые Деникин цитировал на страницах «Очерков Русской Смуты», мы узнаем о его отношении к революционным процессам в армии и тех опасениях, которые испытывало вместе с Марковым все русское офицерство.