Между тем Александр Александрович, постепенно расширяя круг знакомств в российской политической и литературной среде, оказывается в самом центре либеральной общественной жизни, участвует в работе первых либеральных кружков («Беседы», например) и политических организаций (в первую очередь Союза освобождения). После дарования императором Высочайшего манифеста 17 октября 1905 года, фактически легализовавшего политическую деятельность в России, он принял активное участие в создании Конституционно-демократической партии (Партии народной свободы), в которой вскоре был избран секретарем ЦК, отвечающим за все делопроизводство и формирование региональных организаций. Неоспоримо значение Корнилова-организатора в успешных избирательных кампаниях кадетов по выборам в I и II Государственные думы. Его ключевая роль в партии еще более усилилась после создания в первых Думах крупных кадетских фракций. На плечи Корнилова, принципиально отказывающегося от депутатства, легла многообразная повседневная работа, ранее распределявшаяся между такими признанными организаторами (ставшими депутатами), как Д. Шаховской, И. Петрункевич, братья Петр и Павел Долгоруковы, М. Челноков и др.
Впечатляет даже краткий перечень постов и функций Александра Корнилова. На I съезде (октябрь 1905) он избирается в бюро съезда, а затем – в ЦК партии. На II съезде (январь 1906) он, уже в качестве секретаря ЦК, делает основной доклад по организационным вопросам; на III съезде (апрель 1906) – доклад «О внепарламентской деятельности партии»; на IV (сентябрь 1906) – доклад по организационным вопросам; на V (октябрь 1907) – отчетный доклад Центрального комитета за 1905–1907 годы… И помимо этого, возглавляет редакцию «Думского листка» – политического органа кадетов.
В 1908 году Александр Александрович вторично женился – на младшей сестре своей первой жены Екатерине. Когда, после рождения дочери, он сложил с себя обязанности секретаря ЦК и временно отошел от большой политики, председатель кадетской партии князь Павел Долгоруков написал ему: «Признаю логичность Вашей мотивировки к отставке. С другой стороны, нахожу Ваш уход из секретарей ужасным ударом по партии, так как, разумеется, никого подобного Вам не найдем».
В 1908–1910 годах Корнилов полностью посвящает себя преподавательской и научной работе: читает курс российской истории XIX века в Петербургском политехническом институте, в Педагогической академии и на Высших коммерческих курсах М.В. Побединского. (Впоследствии «Курс» неоднократно переиздавался в России, Англии и США и принес автору широкую известность в научных и педагогических кругах.) В те же годы Корнилов-историк плодотворно занимается новыми темами: Отечественной войной 1812 года, эпохой Александра I, творчеством Михаила Бакунина и Александра Герцена.
В декабре 1915 года, на VI съезде, Корнилов снова делает развернутый доклад (он длился два с половиной часа!) об организационной деятельности кадетской партии и снова единогласно избирается секретарем ЦК. А после гибели на Первой мировой войне лидера петроградских кадетов А.В. Колюбакина становится еще и руководителем столичной партийной организации. Вспоминая те месяцы, он писал, что его тогдашнюю работу «всего удобнее можно сравнить с беганием белки в колесе».
Действительно, в то время Александр Александрович успевал все: участвовал во всех заседаниях кадетской думской фракции, руководил продовольственной комиссией ЦК партии и работал в нескольких других комиссиях, был членом совета Петроградского попечительства о бедных (в первую очередь об инвалидах войны и семьях фронтовиков), членом Петроградского областного комитета по снаряжению армии. «Вследствие усиленной деятельности и, в особенности, вследствие непосильной мозговой работы, часто продолжавшейся до трех, до четырех часов ночи, я и во сне продолжал обдумывать все те вопросы, которые обсуждал среди дня: засыпая, я продолжал думать все о них же, причем, переплетаясь в причудливые комбинации, мысли мои во сне, гораздо ярче, чем наяву, вырабатывали иной раз удивительные выводы, которые, однако, я потом никак не мог уловить… Увы, тогда я не чувствовал, что это были, может быть, предвестники постигших меня через несколько месяцев апоплексических ударов».
После Февральской революции Корнилов, продолжавший активную работу в партии, был, как признанный знаток крестьянского вопроса, назначен сенатором Второго («крестьянского») департамента Сената. Тяжелейшая, не оставлявшая времени на отдых деятельность, при уже солидном возрасте, надломила его здоровье. В ночь со 2 на 3 июля 1917 года, прямо на заседании ЦК, рассматривавшего вопрос о выходе кадетских министров из состава Временного правительства, с ним случился первый удар; через шесть дней – второй.