Вскоре ситуация в 10-й армии красных изменилась. Пост ее командующего вместо Ворошилова занял бывший полковник А. И. Егоров, будущий советский маршал, прославленный полководец Гражданской войны. Своим умелым командованием он изменил ситуацию на Царицынском фронте. В тыл белоказакам ударила Сводная кавалерийская дивизия С. М. Буденного.
В наступившую суровую зиму с ее жестокими морозами фронт, который держали белоказаки, рухнул. В северных Донских округах казаки стали расходиться по станицам. От 70-тысячной Донской армии в самый короткий срок осталось не более 15 тысяч человек, продолжавшихся сражаться. Вскоре почти вся Область войска Донского оказалась в руках красных. Мамантов, сохранив костяк своих войск, стал спешно отводить их от Царицына к Манычу, к станице Великокняжеской на соединение с наступавшей Добровольческой армией.
Власть на белом Дону поменялась. 1 февраля 1919 года Большой войсковой круг принял отставку атамана Краснова. Новым атаманом Всевеликого войска Донского стал генерал А. П. Богаевский, который поставил Донскую армию в ряды Вооруженных сил Юга России, во главе которых находился А. И. Деникин.
Мамантов в том же феврале производится в генерал-лейтенанты. Теперь он командует конной группой Донской армии, которая в августе 1919 года будет преобразована в 4-й Донской конный корпус. Он состоял из 9-й и 10-й Донских конных дивизий (генералов А. С. Секретова и Б. В. Толкушкина), каждая из трех бригад.
В марте отступавшие части корпуса, дезорганизованные и поредевшие, соединились с Кавказской Добровольческой армией генерала П. Н. Врангеля, с которым отношения Мамантова сразу не сложились. Не удержавшись на Маныче, белые донцы отошли к Батайску близ Ростова.
Донской фронт был восстановлен. Вскоре на северном Дону началось известное Вешенское восстание, причиной которого прежде всего стали повсеместные красные репрессии казачества. В мае конница Мамантова совершила свой первый рейд, пройдя с тяжелыми боями более двухсот верст, 25 мая освободив станицу Нижне-Чирскую. Донская армия начала быстро восстанавливать свою численность.
Из Нижне-Чирской Мамантов повел свою конницу в рейд на Усть-Медведицкую – Арчаду – Раздорскую, повернув частью сил на Царицын. Восставшие казаки пополняли корпусные полки. Красное командование выдвинуло против него 4-ю и 6-ю кавалерийские дивизии Буденного. Белоказаки были остановлены, но Царицын лишился немалой части своих защитников, что предопределило падение укрепленного города.
За время чуть больше месяца вся Область войска Донского была освобождена от красных. Были захвачены значительные трофеи. Из общего числа 15 тысяч пленных, 150 орудий, более 350 пулеметов, 8 бронепоездов, взятых Донской белоказачьей армией весной 1919 года, на долю конницы генерал-лейтенанта К. К. Мамантова приходилось около 5 тысяч пленных, 40 орудий, 107 пулеметов и 5 бронепоездов.
Через два дня после взятия Царицына, 20 июня, главнокомандующий Вооруженными силами Юга России генерал-лейтенант А. И. Деникин утвердил директиву «о походе на Москву». 4-й Донской конный корпус Мамантова, усиленный пехотой и бронепоездами, отправляется в рейд в тыл советского Южного фронта. Рейд проходил с 10 августа по 19 сентября и имел целью срыв контрнаступления красных армий и оказание содействия главным силам Донской армии, наступавшей на Лиски. Корпус получил пополнение, что позволило полки довести до полного штата. Войсковое управление коннозаводства предоставило ему лучших лошадей.
Операция носила стратегический характер. Мамантову ставилась следующая задача: «Прорвать фронт противника между Борисоглебском и Бобровом и, разрушив тылы красных, способствовать быстрейшему продвижению Донской армии в ее полосе, имея конечной целью овладение Москвою».
Утром 10 августа 4-й Донской конный корпус (6 тысяч сабель, 3 тысячи штыков, 12 (по другим сведениям – 20) орудий, 7 бронепоездов, 3 бронеавтомобиля и разведывательный самолет «Сорвич») прорвал фронт северо-западнее Новохоперска на стыке 8-й и 9-й красных армий и устремился на север. Так начался самый знаменитый рейд в истории Гражданской войны в России.
Командование Южного фронта попыталось ликвидировать прорыв белой конницы силами двух стрелковых дивизий, но только 17 августа ему удалось закрыть образовавшуюся брешь шириной до 60 километров. Непосредственное руководство ликвидацией прорвавшейся белой группировки было возложено на командующего Особой группой Южного фронта В. И. Шорина, который занимался подготовкой контрнаступления. Но тот не сумел выполнить поставленную задачу.