В 1890 году после окончания Ловичского реального училища поступил в Киевское пехотное юнкерское училище, которое в 1892 году окончил в числе лучших учеников.

В 1892–1895 годах служил в чине подпоручика во 2-й полевой артиллерийской бригаде в городе Бела Седлецкой губернии.

Осенью 1895 года Деникин поступил в Академию Генерального штаба, но на выпускных экзаменах за первый курс не набрал необходимого количества баллов для перевода на второй курс и вернулся в бригаду. В 1896 году поступил в академию вторично.

В это время Деникин увлёкся литературным творчеством. В 1898 году в военном журнале «Разведчик» был напечатан его первый рассказ. Много работал в военной журналистике – регулярно печатал рассказы и очерки о быте, нравах и боевых эпизодах русской армии под псевдонимом И. Ночин.

Весной 1899 года Деникин окончил Академию по первому разряду и был произведён в чин капитана, но из-за изменённого порядка определения итогового балла не был причислен к Генеральному штабу.

В 1900–1901 годах проходил службу во 2-й полевой артиллерийской бригаде.

В 1901 году был причислен к Генеральному штабу.

В июле 1902 года Деникин был назначен старшим адъютантом штаба 2-й пехотной дивизии, стоявшей в Брест-Литовске. С октября 1902 года по октябрь 1903 года он отбывал цензовое командование ротой 183-го пехотного Пултуского полка, стоявшего в Варшаве. С октября 1903 года служил старшим адъютантом штаба 2-го кавалерийского корпуса.

Во время Русско-японской войны добился назначения на передовую, за боевые заслуги досрочно получил звание полковника, был награждён орденами Святого Станислава и Святой Анны 2-й и 3-й степеней.

В январе 1906 года Деникин был назначен штаб-офицером для особых поручений в штаб 2-го кавалерийского корпуса (Варшава), в мае – сентябре 1906 года командовал батальоном 228-го пехотного резервного Хвалынского полка, в декабре 1906 года переведён на должность начальника штаба 57-й пехотной резервной бригады (Саратов), в июне 1910 года назначен командиром 17-го пехотного Архангелогородского полка, расквартированного в городе Житомире. В 1910–1914 годах командовал 17-м пехотным Архангелогородским полком на австрийской границе.

В начале 1914 года стал исполняющим должность генерала для поручений при штабе Киевского военного округа, в июне получил чин генерал-майора. Не желая быть на должности генерал-квартирмейстера, по собственному желанию ушёл со штабной работы и был назначен командиром 4-й стрелковой («Железной») бригады, переформированной в 1915 году в дивизию. «Железная» дивизия генерала Деникина прославилась во время Галицийской битвы и на Карпатах, во время отступления в сентябре 1915 года контратакой взяла Луцк, за что Деникин в 1916 году был произведён в генерал-лейтенанты. Дивизия участвовала в Брусиловском наступлении в июне 1916 года, действуя на Луцком направлении. За эти операции Деникин был награждён высшими воинскими наградами – орденами Святого Георгия 3-й и 4-й степени, а также дважды Георгиевским оружием.

В сентябре 1916 года стал командиром 8-го армейского корпуса, который в составе 9-й армии в декабре был переброшен на Румынский фронт. Во время боёв у населённых пунктов Бузео, Рымник и Фокшаны в течение нескольких месяцев командовал также двумя румынскими корпусами.

В феврале 1917 года стал помощником начальника Генерального штаба. Весной занимал должность начальника Генерального штаба, затем был назначен главнокомандующим Западным фронтом, потом – главнокомандующим Юго-Западным фронтом.

Во время Первой мировой войны Лавр Георгиевич Корнилов был командиром 1-й бригады 49-й пехотной дивизии (11 сентября – 30 декабря 1914 г.). Родился он в г. Усть-Каменогорске в многодетной семье небогатого чиновника, в прошлом – хорунжего, служившего переводчиком при 7-м Сибирском казачьем полку. «Калмыцкая внешность» Лавра, согласно сохранившимся воспоминаниям его родной сестры Анны Георгиевны Корниловой, объясняется предками по матери, Марии Ивановны, – алтайскими калмыками. Прадед Лавра Корнилова, казак Бийской линии, был женат на калмычке.

Учился в Сибирском Императора Александра I кадетском корпусе (1889). В аттестате указано: «Тих, скромен, добр, трудолюбив, послушен, исполнителен, приветлив, но вследствие недостаточной воспитанности кажется грубоватым… Будучи очень самолюбивым, любознательным, серьёзно относится к наукам и военному делу, он обещает быть хорошим офицером».

Военное образование получил в Михайловском артиллерийском училище. В 1892 году выпущен подпоручиком в Туркестанскую стрелковую бригаду. Через три года получил звание поручика. Окончил Академию Генерального штаба (1898 г., награждён малой серебряной медалью с занесением фамилии на мраморную доску). Штабс-капитан (1897). Капитан (1898).

С 1898 по 1904 г. служил в Туркестане помощником старшего адъютанта штаба округа, а затем – штаб-офицером для поручений при штабе. С риском для жизни, переодевшись туркменом, он провёл рекогносцировку британской крепости Дейдади в Афганистане, а также совершил ряд длительных исследовательских и разведывательных экспедиций в Восточном Туркестане (Кашгарии), Афганистане и Персии. Издал книгу «Кашгария, или Восточный Туркестан». Подполковником находился в Индии с целью «изучения языков и нравов народов Белуджистана». В 1905 году его «Отчёт о поездке в Индию» был опубликован Генеральным штабом.

В Русско-японской войне получил назначение в штаб 1-й стрелковой бригады, участвовал в боях под Сандепу и Мукденом. В Мукденском сражении он сумел вывести из-под удара японцев три стрелковых полка, которым грозило окружение. Полковник (1905).

После заключения Портсмутского мира около года служил в управлении Генштаба, а затем четыре года провёл в должности военного агента (атташе) в Китае, продолжая работу в интересах русской военной разведки.

Командир 8-го пехотного Эстляндского полка, начальник 2-го Заамурского округа отдельного корпуса пограничной стражи. Генерал-майор (1911). По личному ходатайству переведён в июле 1913 года на должность командира 1-й бригады 9-й Сибирской стрелковой дивизии.

После 1-й бригады 49-й пехотной дивизии командовал 48-й пехотной дивизией. Участвовал в Гродекском сражении и Карпатской операции. В ночном бою при Такошанах группа добровольцев под командованием генерала прорвала позиции неприятеля и, несмотря на свою малочисленность, захватила 1 200 пленных. Дивизия разбила неприятеля в боях под Гоголевым и Варжише и дошла до Карпат, овладев Крепной. В январе 1915 года 48-я дивизия заняла главный карпатский гребень на линии Альзопагон-Фельзадор.

Брусилов, не любивший Корнилова, позднее всё же отдаст ему должное в своих воспоминаниях: «Он всегда был впереди и этим привлекал к себе сердца солдат, которые его любили. Они не отдавали себе отчёта в его действиях, но видели его всегда в огне и ценили его храбрость…    Странное дело, генерал Корнилов свою дивизию никогда не жалел: во всех боях, в которых она участвовала под его начальством, она несла ужасающие потери, а между тем офицеры и солдаты его любили и ему верили. Правда, он и себя не жалел, лично был храбр и лез вперёд очертя голову».

Генерал-лейтенант с февраля 1915 года за отличия в делах с утверждением в должности. После прорыва войсками генерала Макензена позиций 3-й армии Юго-Западного фронта на участке Горлице – Тарнов дивизия была окружена войсками противника в районе Дуклы. Отказавшись сдаться, со штабом ушёл в горы. После четырёхдневного скитания вместе со штабом сдался одной из австро-венгерских частей. Отчислен от должности за нахождением в плену.

Находясь в плену, дважды неудачно пытался бежать. Летом 1916 г. был переведён в лагерь-госпиталь в город Кесег. Помочь Корнилову бежать вызвался помощник аптекаря Франтишек Мрняк за 20 000 крон. По поддельным документам они сумели добраться до румынской границы. Мрняк был пойман, Лавру Георгиевичу удалось скрыться. В течение нескольких недель он плутал по лесу, пока не пересёк границу Румынии, где 22 августа 1916 года предстал перед российским военным агентом.