В Петербург Сергей Сергеевич поехал вместе с женой. В своих знаниях он был уверен, но однажды пришел из академии и сокрушенно сказал Варваре Федоровне:
— От дальнейших экзаменов отстранили. В чем дело, не объяснили.
Лишь через несколько месяцев выздоровевший к тому времени Сергей Иванович случайно узнал, что полковник-преподаватель отстранил его сына от дальнейших экзаменов, приняв его за сорокалетнего и поэтому неперспективного для армии офицера. Виной всему оказались огромные усы, которые делали Сергея Сергеевича значительно солиднее. Однако «омолаживаться» он не стал, сохранил усы и в следующем, 1904 году, по количеству набранных очков был принят в академию в числе первого десятка экзаменовавшихся офицеров.
Время учебы Сергея Сергеевича в Академии Генерального штаба совпало с серьезными событиями в стране. Он тяжело пережил поражение России в войне с Японией. Чрезвычайно взволновали его события первой русской революции. Он живо обсуждал их с Варварой Федоровной. Оба они считали, что для оздоровления общественной жизни нужны какие-то новые силы. Но какие? Ответить на столь сложный вопрос они еще не могли. И это вызывало смятение, душевную подавленность. Возмущал произвол царской охранки, для чего у Каменева были и личные основания — среди репрессированных оказались и уважаемые им лица, в том числе заключенные в тюрьму Александр и Лидия Фотиевы.
В 1907 году Сергей Сергеевич с отличием, по первому разряду окончил Академию Генерального штаба. И вновь, использовав право выбора, он попросил направить его на полагавшуюся тогда двухгодичную стажировку в качестве командира роты в тот же Луцкий полк.
В Киеве на семью Каменевых обрушилось много горя. Вновь тяжело заболел и вскоре умер Сергей Иванович. В течение месяца умерли жена старшего брата и сам Петр Сергеевич. Теперь в семье Сергея Сергеевича и Варвары Федоровны было трое детей — родившаяся в 1906 году дочь Наталья и двое маленьких племянников. С ними же стала жить и Мария Михайловна. Чтобы содержать теперь уже большую семью, Сергей Сергеевич одновременно со службой в Луцком полку стал нештатным преподавателем тактики и топографии в Киевском военном училище.
После завершения в 1909 году стажировки Каменев был назначен старшим адъютантом (старшим офицером) штаба 2-й кавалерийской дивизии, дислоцировавшейся в небольшом сельском городке Сувалки. В этой должности Каменев участвовал во всех проводившихся тогда поездках представителей Генерального штаба и штабов Виленского и Варшавского военных округов на западную границу России. По сути дела, это были полевые штабные учения. Участие в них значительно расширяло кругозор, профессиональные знания и практический опыт молодого офицера. Его высокая квалификация, творческая пытливость были замечены руководителями Генерального штаба. В 1911 году Каменев был повышен в должности — назначен адъютантом оперативно-мобилизованного отдела Виленского военного округа.
Накануне первой мировой войны Каменев участвовал в крупном учении Генерального штаба под Киевом. Цель учения говорила о многом: отработка плана возможной войны с Германией и ее союзниками. Это вызывало самые разноречивые мысли. Каменев гордился свойственными русской армии высокими боевыми качествами, но вспоминались слухи о казнокрадстве крупных военных чиновников, бездарности и корыстолюбии многих занимавших ответственное положение генералов. И чем выше была власть, тем безобразия становились отвратительнее.
В беседах с женой Сергей Сергеевич все чаще осуждал порядки в стране. А Варвара Федоровна, как и раньше, придерживалась свободолюбивых, демократических взглядов на жизнь. Поэтому разговоры мужа и жены Каменевых были разговорами единомышленников. Они помогали друг другу глубже вникать в волновавшие их вопросы, вырабатывать необходимые выводы. Какими были эти выводы? Ответить на этот вопрос трудно. Но вот красноречивый поступок Сергея Сергеевича: «Однажды он снял со стены портрет царя и вынес его из дома, — писала в своих воспоминаниях Наталья Сергеевна Каменева. — Больше этого портрета никто не видал». Нужно представить общественное положение Каменева, психологию общества, к которому он принадлежал, чтобы понять всю важность этого факта, те решительные перемены, которые произошли в его сознании.
В начале первой мировой войны капитан Генерального штаба Каменев в качестве младшего адъютанта оперативного управления 1-й армии был направлен на фронт. К февралю же 1917 года он был уже начальником этого управления и полковником Генерального штаба: взлет даже для военного времени необычайный. Сказались выдающиеся способности Сергея Сергеевича, его великолепная профессиональная подготовка, огромная работоспособность. «Знаю полковника Каменева, — писал в характеристике один из его тогдашних начальников, — по отличной почти трехлетней службе в штабе 1-й армии. Это по всем отношениям выдающийся офицер Генерального штаба и отличный строевой начальник. Достоин выдвижения на генеральские должности — и строевые, и Генерального штаба, особенно на должность генерал-квартирмейстера».
Сам же Каменев переживал в то время нечто вроде душевного кризиса. Лозунг «За веру, царя и отечество» по сути давно уже не соответствовал его убеждениям. Как было принято, он писал о себе: «православного вероисповедания», но в действительности был атеистом. Ему нужна была, он это чувствовал, другая вера — земная, а ее он не находил. Самодержавие он отрицал, Николая II считал ничтожнейшей личностью, поставившей Россию перед катастрофой. От лозунга оставалось одно — «За отечество». Его он любил беззаветно, но и это понятие нуждалось в конкретном содержание. Впрочем, об этом думать было некогда. Отечество было в опасности — немцы наступали повсеместно.
Каменев тяжело переживал неудачи русской армии. Как результат этих горестных чувств явились его рапорты о переводе на строевую должность и непременно на передовые позиции. Непосредственное начальство и близко знакомые офицеры увещевали не лезть самому в пекло», и так, мол, карьера строится блестяще. Но откуда им было знать, чем руководствовался Каменев! В конце концов он настоял на своем и в феврале 1917 года был назначен командиром 30-го Полтавского пехотного полка.
На участке полка Каменева военные действия первоначально сводились к отражению мелких вылазок врага. Но в ночь на 12 марта немцы применили химическое оружие. Около пяти часов окопы полка обволакивал ядовитый газ. Затем противник предпринял несколько яростных атак. Все они разбились о стойкость и мужество русских солдат и офицеров, умелое руководство их действиями со стороны командира полка. Через несколько дней командир дивизии писал о Каменеве: «…умственно развит отлично, характер спокойный, твердый, военное дело знает хорошо и любит его, знает бы г офицеров и солдата и заботится о них, хотя и командует полком полтора месяца, но уже успел проявить свою деятельность как распорядительностью, так равно хладнокровием и мужеством во время газовой атаки неприятеля…» К этому следует добавить, что Каменев руководил отражением вражеских атак, будучи сам пораженным газом. И в дальнейшем — до конца своей жизни — он страдал от приступов удушья и неизлечимого кашля.
Февральскую революцию Каменев встретил с большим воодушевлением, но вскоре разочаровался: Временное правительство продолжало вести страну прежним, губительным для нее путем. Вместе с тем он чувствовал, что свержение самодержавия — пролог к какому-то более глубокому социальному перевороту, что ему, Каменеву, необходимо было понять смысл этого переворота, определить свое место в нем.
В жизни 30-го Полтавского полка, как в капле воды, отражались политические процессы, происходившие в стране, особенно в армии. Каменев уже успел заметить зыбкость позиций, расхождение между словом и делом у меньшевиков и эсеров, не говоря уже о буржуазных партиях. Лозунги большевиков привлекали определенностью, органической связью с жизнью.
Встретить теоретически подготовленного большевика стало мечтой Каменева. Но для командира полка вероятность этого была гораздо меньшей, чем для солдата. Помог случай. Однажды к Каменеву доставили задержанного в расположении полка постороннего солдата. Он оказался большевиком-агитатором. Несколько часов длилась беседа. Встречи командира полка с задержанным солдатом продолжались и в последующие дни. Агитатор ответил на многие вопросы Каменева, а, главное, снабдил его брошюрами и работами Ленина. Перед уходом агитатор свел Каменева с членами большевистской ячейки полка. Сергей Сергеевич был приятно поражен — это были отмечавшиеся им наиболее толковые и мужественные солдаты и унтер-офицеры.
Ленинские работы произвели огромное впечатление на Каменева, ярко осветили перед ним глубинные проблемы, вставшие перед Россией, указали пути их решения. Наталья Сергеевна Каменева в своих воспоминаниях писала: «Позднее Сергей Сергеевич говорил, что решающий идейный перелом в его сознании произошел, когда он, будучи командиром полка, впервые познакомился с работами В. И. Ленина по вопросам войны, мира и революции, опубликованными в большевистской печати».
Да, знакомство с работами Ленина стало для Каменева подлинным идейным прозрением, явившимся логическим завершением пережитого и передуманного им. Можно сказать, что именно с этого времени — с начала лета 1917 года — Каменев стал убежденным сторонником дела и идей большевистской партии.
Одним из важнейших направлений работы большевиков среди солдат являлась демократизация армии, в том числе создание солдатских комитетов и введение выборности командного состава. Последнее остро поставило вопрос об авторитете командиров среди солдат. Каменев подчас не без улыбки наблюдал, как некоторые офицеры щеголяли либерально-демократическими фразами, чтобы понравиться солдатам, но побороть в себе социальную отчужденность от них так и не могли. Сам Каменев никогда не подлаживался к солдатам. Он всегда относился к ним по-человечески, видел в них рабочих и крестьян, которых хорошо знал и уважал с детства. Поэтому, когда встал вопрос о выборах командира 30-го Полтавского полка, то выдвинутая полковым комитетом кандидатура Каменева получила единодушную поддержку. Доверие солдат приятно взволновало. Ведь как командир Каменев был строг и требователен. Но он еще раз убедился, что солдаты умели отличать необходимую строгость от барского высокомерия.