Февральские события 1917 года неожиданно выдвинули Иванова из шеренги тысяч других участников. Вечером 27 февраля царь пригласил к себе генерала и назначил его главнокомандующим войсками Петроградского военного округа. Ему предписывалось, возглавив действия особого отряда, навести «в столице и ее окрестностях полный порядок». Отряд состоял из тринадцати батальонов пехоты, шестнадцати эскадронов кавалерии, четырех артиллерийских батарей и двух пулеметных команд, выделенных из войск резерва Ставки, Северного и Западного фронтов. Как вспоминал Александр Блок, в то время секретарь Чрезвычайной Комиссии Временного правительства, «после разговора с царем Иванов часа два проработал в штабе, частью с Алексеевым, а затем ведя переговоры с Родзянко… Вскоре он ушел спать. Около 2 часов адъютант разбудил Иванова. Он был принят царем, уезжавшим в Царское Село. Царь попросил генерала Алексеева телеграфировать председателю Совета министров, чтобы все требования генерала Иванова всеми министрами исполнялись беспрекословно».
Утром следующего дня Иванов с Георгиевским батальоном под командованием генерала И. Ф. Пожарского, ротой cобственного Его Величества пехотного полка и полуротой Железнодорожного полка убыл из Могилева в Царское Село. Туда в течение 1 марта должны были собраться остальные части и подразделения, предназначенные для похода на Петроград. Отъезд войск происходил поспешно, в тайне, но вскоре о нем стало известно многим. Даже поговаривали о том, что Иванов облечен царем огромной военной и гражданской властью, которая, в случае ее реализации, сделает его вторым лицом в государстве. Но в успех миссии генерала верили немногие.
Оборона на околице населенного пункта.
Зачем Николай Иудович взялся за выполнение явно непосильной для него задачи, так и осталось неизвестным. Позже по этому поводу А. И. Деникин писал: «Трудно себе представить более неподходящее лицо для выполнения поручения столь огромной важности – по существу – военной диктатуры, дряхлый старик, честный солдат, плохо разбиравшийся в политической обстановке, не обладавший уже ни силами, ни энергией, ни волей, ни суровостью… Вероятно вспомнили удачное усмирение им Кронштадта в 1906 году».
До Царского Села Иванов не доехал. Его поезд по распоряжению из Петрограда был остановлен на станции Вырица, в 30–35 верстах от места назначения. Вечером 1 марта неподалеку, на станции Александровка был задержан 68-й лейб-пехотный Бородинский полк, выделенный в распоряжение Николая Иудовича с Северного фронта. Остальные назначенные в отряд части участвовать в подавлении революции отказались. Только теперь генерал понял всю трагичность своего положения, но кроме тактики выжидания ничего другого ему не пришло в голову. Он попытался по телеграфу связаться с Царским Селом, где, как он надеялся, находился Николай II. Попытка не увенчалась успехом. От проезжих офицеров ему стало известно, что власть в стране контролируется Временным правительством. Тогда он попытался связаться со Ставкой. Но императора там уже не было. Только вечером он получил от него телеграмму из Пскова, требовавшую вернуть войска в места прежней дислокации. Это был полный провал операции, последствия которого в то время представить было трудно.
Передав команду войсковым начальникам, Николай Иудович решился самостоятельно, в сопровождении адъютанта, прорваться в Царское Село, где надеялся разобраться в обстановке. Это ему удалось, но поездка оказалась напрасной. Он увидел сгрудившуюся вокруг царицы и ее детей кучку перепуганных придворных, которые сами ничего не знали. Ходили слухи об отречении Николая II от престола то ли в пользу сына, то ли в пользу брата. Переговорив с Александрой Федоровной, Иванов устремился в Ставку. Здесь, получив известие об отречении царя и Михаила Александровича, главнокомандующий Петроградским военным округом приказал генералу Пожарскому построить Георгиевский батальон. Николай Иудович, как отмечают очевидцы, в своей речи «наставлял солдат служить верно и честно новому Правительству, благодарил их за службу и, прощаясь, обнял и поцеловал в каждой роте одного солдата за всю роту».
5 марта бывший император Николай II и неудачливый спаситель царского престола беседовали в последний раз. Николай Романов, который накануне встретил прибывшую из Киева мать, теперь был весь в заботах о жене и детях. Иные вопросы его не интересовали. Иванов поспешил откланяться. Его волновала собственная судьба. Три дня спустя, когда Николай Романов, арестованный Временным правительством, покидал Ставку, в молчаливой толпе провожавших был и генерал Н. И. Иванов. Прежде, чем войти в вагон, бывший император окинул взором всех собравшихся, увидел Николая Иудовича, жалко улыбнулся. Их взгляды встретились в последний раз…
В этот же день вечером с разрешения Алексеева Иванов уехал в Киев. Старый денщик с трудом разыскал извозчика, погрузил чемоданы, помог генералу подняться на ступеньку пролетки. Знакомыми улицами необычно тихого города Николай Иудович проследовал на свою старую служебную квартиру. Там он прожил всего несколько дней.
13 марта по приказу Временного правительства генерал Иванов был арестован. Он был доставлен на вокзал и помещен в купе скорого поезда, направлявшегося в Петроград. В соседнем купе находились конвоиры, один из которых постоянно дежурил в коридоре. Николай Иудович всю дорогу просидел у окна, погруженный в тревожные думы…
По приезде в Петроград генерал был отконвоирован в Таврический дворец, где содержался под охраной десять дней. Затем Николай Иудович был переведен в Петропавловскую крепость. В начале апреля, ожидая суда, он обратился с покаянным письмом к военному министру Временного правительства А. И. Гучкову, в котором всячески стремился представить себя случайной жертвой контрреволюционной политики Николая II. «Моя поездка, – писал он, – случайно совпавшая с поездкой Георгиевского батальона в район Петрограда, являлась и для меня и для батальона следованием к новому месту назначения и отнюдь не преследовала каких-либо карательных целей». Затем в этом же письме он заверял Временное правительство в своей полной преданности.
Летом 1917 года по приказу главы Временного правительства А. Ф. Керенского Н. И. Иванов был освобожден из крепости и снова уехал в Киев. Там он встретил октябрьские события и весну 1918 года. Затем, опасаясь преследования большевиков, он выехал на Дон и поселился в Новочеркасске. Однако закончить жизнь в покое ему не довелось.
В конце 1918 года атаман Войска Донского П. Н. Краснов выдвинул идею создания Южной армии, которая должна была стать своеобразным буфером между большевистским центром и казачьим Доном. Вооружение и оснащение этого объединения брало на себя германское командование, которое таким образом хотело обрести союзника и закрепить завоевания на русской земле. Последнее обстоятельство стало главной причиной того, что командующий Добровольческой армией генерал А. И. Деникин и его сторонники решительно отказались сотрудничать с Южной армией. Поэтому у Краснова возникли сложности с назначением командующего новым объединением. После некоторых колебаний его выбор остановился на Н. И. Иванове.