Четыре дня пятеро солдат, санитар и раненый генерал скитались по карпатским горным лесам, надеясь пересечь линию фронта. Вечером 29 апреля 1915 года их, истекающих кровью, вконец обессилевших без пищи и воды, взяли в плен австрийцы. Корнилов не знал о том, что днем раньше, 28 апреля, по представлению главнокомандующего Юго-Западным фронтом генерала от артиллерии Н.И. Иванова он был награжден орденом Святого Георгия 3-й степени, став одним из шестидесяти человек, получивших эту высокую награду во время Первой мировой войны. И сделано это было вовсе не с целью «сознательного искажения правды», а в воздаяние мужества и доблести военачальника, чья 48-я дивизия ценой своей гибели спасла весь отступающий 24-й корпус А.А. Цурикова…
К пленным русским генералам (всего таковых насчитывалось 73) противники России в Первой мировой войне относились вполне уважительно. Не стал исключением и Корнилов — его разместили сначала в замке Нейгенбах недалеко от Вены, а затем перевели в замок князя Эстергази, расположенный в венгерском селении Лека. Там в распоряжении Лавра Георгиевича были отдельная комната, хорошее питание, медицинский уход, собственный денщик. Генерал мог свободно общаться с другими пленными, в числе которых оказался и его старый знакомый по Заамурскому пограничному округу — генерал-лейтенант Е.И. Мартынов. Сначала бывшие сослуживцы обрадовались друг другу, но вскоре рассорились на почве того, что Мартынов, по мнению Корнилова, был чересчур критично настроен по отношению к российской действительности.
Почти сразу же Лавр Георгиевич начал вынашивать планы побега из плена. Среди них были и весьма экзотические, например угон австрийского самолета с ближайшего аэродрома. Однако удачной оказалась только четвертая попытка, предпринятая Корниловым в июле 1916 года. В это время он содержался в госпитале для военнопленных венгерского города Кёсег. Помощниками Корнилова стали его денщик Цесарский и лечивший его пленный русский врач Гутковский. Именно Цесарский сумел завязать знакомство с фельдшером, чехом по национальности Франтишеком Мрняком, который вызвался помочь Корнилову за 20 тысяч крон (эти деньги он должен был получить уже по прибытии генерала в Россию). Мрняк оформил для Корнилова увольнительную из госпиталя, достал для него форму солдата австро-венгерской армии, паспорт на имя Стефана Латковича, револьвер и компас, для конспирации выбрил голову и удалил родинку под глазом.
В итоге побег блестяще удался. На поезде Мрняк и Корнилов добрались до городка Карансебеш на границе Австро-Венгрии и Румынии (сейчас на территории Румынии). Там Мрняка задержал австрийский пограничный патруль (впоследствии фельдшер был осужден на 20 лет каторги, а в 1918 году освобожден), а Корнилов, уверенный в том, что напарник погиб, сумел скрыться в горном лесу и три недели блуждал по нему, сбивая со следа погоню. Наконец 28 августа 1916 года ему удалось на бревне переправиться через Дунай. Румыния две недели как вступила в войну на стороне Антанты, и беглецу уже более ничего не грозило… В плену Корнилов находился 1 год 3 месяца и 19 дней.
31 августа Корнилову устроили торжественную встречу в Бухаресте, откуда он через Киев выехал в Могилёв — в Ставку Верховного главнокомандующего. Появление единственного русского генерала, который смог бежать из вражеского плена, было обставлено как можно эффектнее: Корнилов появился перед высшими чинами Ставки и представителями союзников по Антанте во время обеда, будучи одетым в лохмотья, с одиноким орденом Святого Георгия 4-й степени на груди. Строевым шагом подойдя к начальнику штаба Ставки генералу от инфантерии М.В. Алексееву, Лавр Георгиевич четко отрапортовал:
— Честь имею явиться Вашему Высокопревосходительству, генерал Корнилов.
На следующий день Лавра Георгиевича принял император Николай II, который вручил ему орден Святого Георгия 3-й степени.
В краткий срок имя Корнилова стало известным и популярным во всей России. О храбреце-генерале, бежавшем из австрийского плена, писали газеты и журналы, его чествовали в Михайловском артиллерийском училище, а земляки из станицы Каркаралинской прислали ему золотой нательный крест, освященный в местном храме. Кроме того, Корнилова избрали почетным казаком станицы и присвоили его имя Каркаралинскому высшему начальному училищу.
4 сентября 1916 года Лавр Георгиевич приехал в Петроград, где смог наконец после двухлетней разлуки обнять жену и детей, живших в общежитии для офицерских семей. Но встреча оказалась короткой — уже 13 сентября генерал-лейтенант получил назначение на должность командира 25-го армейского корпуса. Это соединение включало в себя 3-ю гренадерскую и 46-ю пехотные дивизии, 46-ю артиллерийскую бригаду, 25-й мортирно-артиллерийский дивизион и 25-й саперный батальон. В командование корпусом Лавр Георгиевич вступил 19 сентября.