После заключения Портсмутского мира А. И. Деникину пришлось продолжить службу на низшей должности штаб-офицера по особым поручениям своего корпуса в Варшаве. С января 1907 года по январь 1910 года он являлся начальником штаба 57-й пехотной резервной бригады в Саратове. В 1910 году Деникин возглавил 17-й пехотный Архангелогородский полк, располагавшийся в Житомире, и весной 1914 года стал исполняющим должность генерала для поручений при штабе Киевского военного округа. В июне 1914 года ему присвоили чин генерал-майора.
Накануне Антон Иванович занял должность генерал-квартирмейстера 8-й армии генерала А. А. Брусилова и вскоре оказался на Юго-Западном фронте, где русские войска начинали наступление на австрийцев. Деникин не был удовлетворен штабной работой и потому добился назначения командиром 4-й стрелковой бригады, прозванной «Железной» во время Русско-турецкой войны. Под его командованием она вновь одержала ряд значимых побед, в том числе в боях у Гродека и на реке Сан. За взятие Луцка Антон Иванович получил чин генерал-лейтенанта. В мае 1916 года его дивизия в составе 8-й армии участвовала в Брусиловском прорыве и повторно взяла Луцк, за что Деникин был вновь представлен к государственной награде.
Во время Февральской революции А. И. Деникин находился на Румынском фронте в должности командующего 8-м корпусом. Переворот он встретил сочувственно: эти события вселяли в него надежду на скорые изменения к лучшему в стране и армии. При содействии военного министра А. И. Гучкова Деникин был назначен начальником штаба Верховного главнокомандующего М. В. Алексеева. Они хорошо сработались, но этот тандем просуществовал недолго.
После отставки Алексеева Деникин отказался возглавить штаб нового Верховного главнокомандующего А. А. Брусилова и отправился командовать Западным фронтом. Весной на съезде военачальников в Могилеве он выступил с критикой в адрес А. Ф. Керенского за его политику по демократизации армии. Резонанс получило и выступление Деникина на совещании Ставки 16 июля 1917 года, где генерал высказался резко против действий Временного правительства, а также призвал упразднить военные комитеты, восстановить дисциплину и не вмешивать армию в политику.
Некоторые историки считают, что А. И. Деникин был среди претендентов на должность Верховного главнокомандующего вместо Брусилова. Но благодаря содействию Б. В. Савинкова этот пост занял Л. Г. Корнилов. Деникин же вскоре стал командующим Юго-Западным фронтом. По пути к месту нового назначения Деникин встретился с Корниловым и во время беседы одобрил планы Лавра Георгиевича.
Вообще же, по мнению известного российского историка В. Ж. Цветкова, Антон Иванович сыграл в Корниловском мятеже далеко не последнюю роль, выражая поддержку Корнилову без каких-либо оговорок. Да и Юго-Западный фронт, который возглавлял Деникин, можно было назвать определенно прокорниловским.
Как и другие генералы, выступившие на стороне Корнилова, А. И. Деникин был арестован. После месяца в тюрьме Бердичева его перевели в Быховскую тюрьму. Там он и встретил Октябрьский переворот. Освободившись, Деникин тайно добрался до Новочеркасска, где приступил к формированию частей Добровольческой армии. В конце января 1918 года Антон Иванович стал начальником 1-й Добровольческой дивизии, а затем заместителем командующего Л. Г. Корнилова. После трагической гибели Лавра Георгиевича в боях за Екатеринодар и смерти генерала Алексеева Деникин принял пост главнокомандующего Добровольческой армией.
Каждое время требует своего героя. В этом смысле, как говорит историк В. Ж. Цветков, Белому движению с лидерами везло. Для добровольческих сил на Юге России данный период можно назвать переходным от военно-полевого времени к непосредственно государственному строительству. И здесь требовался человек, который сочетал бы в себе качества и строевика, и политика, и стратега. На роль такого командующего в 1918 – начале 1920-х годов Деникин подходил как нельзя лучше и в силу присущих ему политических убеждений, и в силу его искренней веры в победу.
Узнав о том, что донские казаки начали восстание против Советов, генерал Деникин принял решение двигаться в направлении Ростова и Новочеркасска. Однако единства с казачьими частями атамана Попова в конце весны – начале лета 1918 года достичь не удавалось. Деникин считал оправданным повторить Кубанский поход, в то время как казаки требовали начать наступление на Царицын.
Тем не менее добровольцам удалось добиться наибольших успехов на юге. К концу 1918 года Добровольческие силы освободили Кубань и западную часть Северного Кавказа. После заключения соглашения с Донской армией в конце декабря были созданы объединенные Вооруженные силы Юга России (ВСЮР), которые и возглавил Антон Иванович. Его заместителем и начальником штаба стал генерал-лейтенант И. П. Романовский. Добровольческая армия теперь являлась подразделением ВСЮР, а командование ею было передано барону П. Н. Врангелю. Ставка главнокомандующего объединенными силами теперь находилась в Таганроге.
Весной 1919 года белые войска одержали новые крупные победы. В мае-июне белогвардейцы разгромили большевиков на Дону и Маныче, а также заняли Каменноугольный район, являвшийся топливно-металлургической базой Юга России. В конце июня были взяты Харьков, Екатеринослав и Царицын.
В июне генерал Деникин признал власть А. В. Колчака как Верховного правителя России и Верховного главнокомандующего и в соответствии с решением Совета министров Омского правительства стал его заместителем.
Что касается политических взглядов генерала Деникина, то как сторонник конституционной монархии он считал себя не вправе до созыва Учредительного собрания предопределять будущее государственного устройства России. Его целью было сплотить как можно более широкие слои населения вокруг Белого движения под лозунгами: «Борьба с большевизмом до конца», «Великая, единая и неделимая Россия», «Политические свободы». И такая позиция была объектом критики как справа, со стороны монархистов, так и слева, со стороны либерально-социалистического лагеря. Впоследствии он называл себя либералом, что можно совершенно однозначно проследить по его поздней публицистике.
3 июля 1919 года А. И. Деникин подписал свою знаменитую «Московскую директиву», которая предполагала конечной целью объединенных сил овладение Москвой. Начался стремительный поход ВСЮР на столицу государства большевиков. Красные готовились к катастрофе.
Однако в середине осени 1919 года ситуация изменилась. Тылы подверглись нападениям армий атамана Нестора Махно, прорвавших фронт белых недалеко от Умани. В то же время большевики заключили перемирие с поляками и петлюровцами и могли направить дополнительные силы на борьбу с ВСЮР.
Красная армия перешла в контрнаступление. Зимой 1919–1920 годов деникинцы были вынуждены отступать. Войска белых оставили Харьков, Киев, Донбасс и Ростов-на-Дону.
Большинство историков сходятся во мнении, что под влиянием эйфории от достигнутых успехов штаб Деникина недооценивал мощь противника. Кроме того, войска белых были рассредоточены. Ранее генерал П. Н. Врангель высказывал мнение о необходимости наступления на Саратов, чтобы соединиться с армией А. В. Колчака, которая уже терпела поражения, отступая к Уралу. Антон Иванович отверг это предложение, да и адмирал Колчак не стремился сплотиться с Деникиным.