С началом Первой мировой войны А.Ф. Трепов был введен в состав Особого совещания по обороне, созданного для руководства экономической жизнью страны и осуществления контроля за финансированием около пяти тысяч предприятий, работавших на оборону. С октября 1915 года он стал министром путей сообщения и конкурентом графа В.Н. Коковцова на пост председателя Совета министров. А.Ф. Трепов присутствовал на всех правительственных совещаниях. Как министр путей сообщения он был в курсе всех проблем, которые решались на высшем административном уровне.
Главный священник русской армии и флота Г.И. Шавельский вспоминает:
«Его назначение удивило… Кроме того, что Трепов, подобно каждому другому гражданину, иногда ездил по железной дороге, он к государственным путям сообщения не имел никакого другого отношения. В Государственном совете, членом которого он состоял, он слыл молчальником. В своей предшествующей деятельности ничем особенным он не выделялся. И, однако, став министром путей сообщения, он скоро заставил заговорить о себе».
Окружающих А.Ф. Трепов поражал быстротой своего ума, а также чрезвычайно глубоким пониманием дела, которое раньше ему не было известно. «Трепов честен, умен, трудолюбив, энергичен и патриот», – писал о нем французский посол М. Палеолог.
С декабря 1915 года по май 1916 года А.Ф. Трепов стал председателем «совещания пяти министров», созданного для решения особо острых социальных проблем, главной из которых была продовольственная. На этом посту он пытался организовать координацию действий всех «особых совещаний», обеспечивавших население предметами первой необходимости, но безуспешно. Не прошло и года, как совещание было ликвидировано по представлению тогдашнего председателя Совета министров Б.В. Штюрмера.
Однако 10 ноября 1916 года А.Ф. Трепов сменил Б.В. Штюрмера на посту председателя Совета министров. Выбор царя временно пал на него, поскольку альтернативной кандидатурой был либерально мыслящий и потому популярный в обществе морской министр И.Г. Григорович. Сразу после своего назначения А.Ф. Трепов нанес визит председателю Думы М.В. Родзянко, заявив, что «намерен сотрудничать с Думой».
Премьерство А.Ф. Трепова любопытно тем, что правительство возглавил вменяемый человек и сильный противник императорского фаворита Г.Е. Распутина. Отправление «старца» Григория в Сибирь, подальше от двора и царской четы, было одной из его главных целей. Однако планы Николая II были совершенно иными: он намеревался руками А.Ф. Трепова закрыть Думу на так называемую «новогоднюю сессию», а потом вывести этого противника своего фаворита из правительства.
После убийства Г.Е. Распутина Николай II назначил министром внутренних дел распутинского ставленника А.Д. Протопопова. Это было расценено прогрессивной буржуазией как вызов всему общественному мнению. В знак протеста А.Ф. Трепов и его союзники в Совете министров вышли 27 декабря в отставку.
После 9 января 1917 года в столице распространились слухи о возвращении А.Ф. Трепова на пост премьера, но революция «поставила крест» на этих планах.
После захвата власти большевиками А.Ф. Трепов некоторое время жил в Петрограде. В июле 1918 года он был арестован, но затем освобожден. После этого ему удалось нелегально перебраться в Финляндию, где он стал во главе Русского комитета, который ставил своей целью восстановление монархии в России. Известно, например, что он одним из первых выступил с идеей воспользоваться помощью Финляндии для захвата Петрограда, а в качестве компенсации отдать финнам Восточную Карелию и Кольский полуостров.
После того как этот план провалился, А.Ф. Трепов, слывший германофилом, уехал в Германию. После революции в Германии он перебрался в Париж и стал там одним из руководителей монархического движения: он был членом Высшего монархического совета (руководящего органа русских монархистов в эмиграции), одним из инициаторов созыва Российского зарубежного съезда в Париже в 1926 году.
Умер Александр Федорович в Ницце 10 ноября 1928 года в возрасте шестидесяти шести лет.
Бобринский Алексей Александрович