В октябре 1917 года в армии были созданы первые штрафные части. Так назывались «те отдельные части войска и их подразделения… в которых произойдут многочисленные или массовые нарушения долга службы, порядка и воинской дисциплины в виде отказа от повиновения законным властям, неисполнения приказов боевого значения, нежелания вести занятия, насильственных действий или чего-либо подобного при очевидности и важности означенных нарушений».
Характерным для 1917 года явлением стала так называемая «национализация» армии — преобразование обычных воинских частей в «национальные». «Национализация» происходила по одному сценарию — из части изымались и переводились в другие соединения все солдаты — не украинцы (не грузины, не армяне и т. п.) по национальности, а взамен часть пополнялась солдатами соответствующей национальности. Офицеры по желанию оставались на своих должностях или уходили, так что «национальными» такие части были по «солдатскому» принципу. «Национализации» подлежали воинские части всех уровней — от роты до корпуса.
Больше всего армию затронула «украинизация». Ей были подвергнуты 16 армейских корпусов целиком и 6 пехотных дивизий из других корпусов, 6 кавалерийских дивизий и 3 кавалерийских полка из других дивизий, 6 военных училищ, кадетский корпус и около 50 запасных полков. На втором месте по численности оказались «мусульманские» части — 8,5 пехотных и стрелковых дивизий и 1 конный полк, которые в декабре 1917 года начали сводиться в 1-й Мусульманский корпус. В ноябре 1917 года началось формирование Грузинского и Армянского армейских корпусов, костяк которых составили существовавшие раньше Грузинские стрелковый и конный полки и шесть Армянских стрелковых полков. Кроме того, были «грузинизированы» один пехотный, один пограничный конный и два крепостных пехотных полка, а 2-я Кавказская стрелковая дивизия была «армянизирована». На Румынском фронте была «молдавизирована» 14-я пехотная дивизия, на Кавказском — предпринята попытка формирования Эллинской Кавказской стрелковой дивизии, укомплектованной русскими греками. Последним, в январе 1918 года, был создан Белорусский армейский корпус (бывший 4-й) в составе трех дивизий. Всего «национализации» в течение 1917 года подверглось 53,5 пехотных и стрелковых дивизий, 6 кавалерийских дивизий, 6 отдельных пехотных и 5 отдельных кавалерийских полков, 7 военно-учебных заведений и множество более мелких подразделений. Их боевые качества, как правило, были очень низкими. Большинство национализированных подразделений впоследствии «легло в основу» национальных армий государств, возникших на развалинах Российской империи.
В течение всего 1917 года разложение русской армии шло по нарастающей. После большевистского переворота в начале ноября 1917 года на фронтах начали массово заключаться перемирия на «местных» уровнях, тогда же началась демобилизация, а 4 декабря в силу вступило перемирие по всему русско-германскому фронту от Балтики до Дуная. 16 декабря 1917 года Декретом Совета народных комиссаров «Об уравнении всех военнослужащих в правах» в армии были упразднены все чины, звания, ордена и знаки различия, а Декрет «О выборном начале и об организации власти в армии» вводил выборность командиров на всех уровнях. В итоге к февралю 1918 года армия фактически перестала существовать. Последние столкновения с противником были отмечены в конце февраля — начале марта 1918 года, когда германцы и австро-венгры, нарушив перемирие, перешли в наступление по всему фронту. Тогда сопротивление им оказывали не только последние, чудом уцелевшие и сохранившие боеспособность остатки старой русской армии, но и отряды Красной гвардии. Формально Первая мировая война для России закончилась 3 марта 1918 года с подписанием Брестского мира, однако отдельные бои продолжались и позже (например, 7 марта, когда 2-й Гомельский красногвардейский отряд выбил германцев со станции Добруш).
Общие потери русской армии в Первой мировой войне к 1 сентября 1917 года составили 3 637 710 человек убитыми и ранеными. Было убито, умерло от ран и болезней, погибло от несчастных случаев 685 441 человек, из них в кавалерии 3238, в иррегулярных частях 8314. Ранения и контузии получили 2 716 302 человека, в том числе в кавалерии 12 874, в иррегулярных войсках 30 032. Если учесть, что боевые действия, пусть и гораздо более вялые, чем раньше, эпизодически продолжались также на протяжении осенних и зимних месяцев 1917 года и первых двух месяцев 1918-го, общая цифра погибших и раненых приближается к четырем миллионам (по подсчетам видного историка Н.Н. Головина, сделанным в 1939 году, — 3 850 000 человек). Кроме того, погибли и умерли от ран 1 070 000 мирных жителей России.