Контрразведывательные органы центрального аппарата военного ведомства разгрому не подверглись, поскольку их куратор генерал-квартирмейстер Генштаба генерал-майор М.И. Занкевич занял благожелательную позицию по отношению к Временному правительству. Создавались и новые органы контрразведки, например, КРО Военной комиссии Временного комитета Государственной думы (ВКГД). Контршпионажем занимались Комендантское управление и Высшая следственная комиссия ВКГД, военный комиссариат Петрограда, Министерство юстиции, а также возникавшие и столь же быстро исчезавшие многочисленные органы, такие, как, например, «Отряд для борьбы с германским шпионажем, провокаторами и контрреволюционерами». Главную роль в вопросах контрразведки на данном этапе революции играла Военная комиссия ВКГД (в ее составе было много офицеров), сумевшая установить контроль над пограничными пунктами.
В середине марта 1917 г. возобновило работу КРО штаба Петроградского военного округа; начальник отделения судебный следователь М.Н. Лебедев и его помощники были избраны на общем собрании сотрудников. Но такой взлет демократии был лишь эпизодическим, т. к. руководство ВК ВКГД (офицеры Генштаба Якубович, Туманов, Барановский) сумело убедить командующего округом генерала Л.Г. Корнилова назначить начальником КРО штаба ПВО капитана Б.В. Никитина, произведенного в подполковники (звание капитана в старой русской армии соответствовало нынешнему званию майора). В марте же 1917 г. возобновили работу Петроградское морское КРО, Центральная морская регистрационная служба и Морское регистрационное бюро, при котором была образована оперативная служба — контрразведочная команда. Контрразведывательные органы создавались также при исполкомах местных советов; например, в Свеаборге при Совете депутатов армии, флота и рабочих порта действовала т. н. «Секция охраны народной свободы».
Временным правительством были приняты следующие нормативные акты о деятельности контрразведки: «Временное положение о контрразведывательной службе во внутреннем районе» (23 апреля 1917 г.); «Временное положение о контрразведывательной службе на театре военных действий» (2 мая 1917 г.); «Инструкция по организации и осуществлению негласного наружного наблюдения за лицами, подозреваемыми в военном шпионстве» (5 мая 1917 г.); «Временное положение о правах и обязанностях чинов сухопутной и морской контрразведывательной службы по производству расследований» (17 июня 1917 г.).
Центральным органом контрразведки при Временном правительстве фактически был КРО штаба Петроградского военного округа во главе с ранее не служившим в контрразведке подполковником Борисом Владимировичем Никитиным (сыном бывшего коменданта Петропавловской крепости генерала от инфантерии В.Н. Никитина и братом фрейлины императрицы, входившей в ближайшее окружение Распутина), который вместе с подчиненными вскоре стал широко известен преследованиями большевиков и обвинениями их лидеров в шпионаже в пользу Германии. Таким образом, контрразведка выступала орудием власти в политической борьбе.
В этот период в штате КРО штаба ПВО числился 21 юрист, 180 агентов и служащих, в том числе 8 помощников начальника КРО, 6 столоначальников, шеф канцелярии и руководитель агентуры наружного наблюдения. Б.В. Никитин в начале июня был назначен генерал-квартирмейстером штаба ПВО (курировал разведку и контрразведку). В должности начальника КРО его сменил юрист A.M. Волькенштейн (июнь-июль 1917 г.), затем Н.Д. Миронов (июль-октябрь 1917 г.), эсер, возвратившийся из эмиграции и некоторое время руководивший контрразведывательной службой при Министерстве юстиции.
С 6 апреля 1917 г. также существовала созданная по предложению и.о. начальника штаба Верховного главнокомандующего генерала В.Н. Клембовского контрразведывательная часть при Ставке во главе с полковником Н.В. Тереховым; его заместителем был прапорщик В.Г. Орлов, бывший судебный следователь, в послереволюционный период эмигрант, известный публикациями антисоветских фальшивок (его сложную биографию подробно описал в 1998 году исследователь истории российских спецслужб генерал А.А. Зданович).
С 4 октября 1917 г. 3-м обер-квартирмейстером (по контрразведке) Отдела 2-го генерал-квартирмейстера ГУГШ был полковник Генштаба М.Ф. Раевский.
В первые месяцы после Октября в органах военной контрразведки сосуществовали кадры прежнего режима и новые, большевистские. Комиссаром КРО штаба Петроградского военного округа был назначен поручик Николай Николаевич Асмус — большевик, в прошлом рабочий, участник трех революций, призванный в армию во время войны. Петроградские контрразведчики осуществляли наблюдение за посольствами «союзных» и нейтральных стран, сотрудники которых вели работу в пользу германской разведки (например, шведские и датские дипломаты), а также за членами совместной австро-германской и турецкой военных делегаций, прибывших в Петроград для предварительного обсуждения вопросов мирных переговоров, вскоре начавшихся в Брест-Литовске.