23–28 июля Юго-Западный фронт РККА силами 1 Конной и 14 армий красных атаковал Львов. 29–30 июля польская 6 армия нанесла удары по флангам красных, окружив их авангард у Брод. Перегруппировавшись и подтянув резервы, командование Юго-Западного фронта (командующий А. Егоров, член РВС И. Сталин), готовились к новому наступлению на Львов. 10–11 августа было принято решение Главкома о перенаправлении 1 Конной армии в помощь Западному фронту, для чего она должна была двигаться не на Львов, а в сторону Люблина. Этот приказ, сформулированный к тому же с просьбой командующему Юго-западного фронта дать «срочное заключение по изложенному» (из чего следовала предварительность директивы) был получен, когда 13 августа 1-я Конная снова пошла на штурм Львова. Вывести армию из сражения немедленно было нельзя, и командование фронта не стало прекращать операцию. 17 августа красные вплотную подошли к Львову, но взять город не смогли, так как конница не преодолела укрепления поляков.
16 августа Пилсудский перешел силами 4 армии в контрнаступление на Седлец во фланг Западному фронту Тухачевского. Только 18 августа Тухачевский признал поражение и отдал приказ об отходе. Его фланг в этот момент был смят. Одновременно 3 армия поляков прорвалась на Брест-Литовск.
Отказ командования Юго-Западного фронта немедленно выполнить приказ о передаче 1 Конной Западному фронту иногда рассматривается как главная причина поражения Западного фронта, что впоследствии вызвало горячую дискуссию сторонников Тухачевского и Сталина об ответственности одного из них за поражение. Однако при любых условиях 1 Конная армия даже при условии немедленной переброски севернее не могла оказаться на позиции, с которой парировала бы основной удар войск Пилсудского прорыв 4 армии. Она могла бы лишь ослабить наступление 3 армии поляков, что, впрочем, не смогла сделать неделей позднее, несмотря на то, что находилась на фланге и отчасти в тылу наступающих польских войск.
Воспользовавшись отступлением советских войск по всему фронту, армия УНР перешла в наступление и вместе с поляками заняла Тернополь и Проскуров.
12 октября в Риге было заключено советско-польское соглашение о перемирии. Силы УНР, находившиеся восточнее демаркационной линии за Збручем, попытались сопротивляться Красной армии, но были разбиты. 14 ноября правительство УНР во главе с А. Ливицким оставило Каменец-Подольский, переехав в Польшу. 21 ноября остатки украинской армии отошли за Збруч и были интернированы поляками.
Некоторое время, находясь в Польше, Петлюра еще продолжал кипучую государственную деятельность, например – указывал своему министру юстиции на необходимость введения на Украине украинских фамилий, а министру вероисповеданий – о восстановлении в церковном строительстве национального архитектурного стиля. Выполнять эти указания доведется уже только администрациям Кравчука и Кучмы.
18 марта 1921 г. был заключен советско-польский Рижский мир, по которому Западная Украина до реки Збруч отходила к Польше. Стороны обязались не поддерживать враждебных действий друг против друга, так что Петлюра формально перешел на нелегальное положение (что не мешало ему в 1921–1922 гг. готовить налеты на советскую территорию).
Пока Красная армия сдерживала натиск поляков на Украину и готовилась к походу на Варшаву, потенциальный коммунистический диктатор Польши Дзержинский был занят не менее важным делом – ЦК поручило ему изловить Махно. С мая Дзержинский формирует на Украине систему войск внутренней охраны (ВОХР) ВЧК. По дороге на польский фронт в районе действий Махно пришлось задержаться 1 конной армии. К тому же, маневровые отряды ВОХР на треть состояли из конницы. Они шаг за шагом сжимали кольцо вокруг Махно, который дерзко занял Гуляй-Поле, словно поджидая там красных. Красное командование считало, что неплохо осведомлено о планах махновцев – ведь крестьяне тесно связаны с «бандитами», и, прикинувшись махновцами, разведка могла узнать, где махновцы готовят атаку. Но потом выяснилось, как докладывали сводки: «Политика махновского штаба – подготовить удар не в том направлении, в котором распространяет слух население, а в обратном». Так 11 июля 1920 г. армия Махно начала рейд за пределы своего района, в ходе которого прошла сотни километров и взяла города Изюм, Зеньков, Миргород, Старобельск, Миллерово.
Одновременно с польским наступлением активизировала свои действия белая армия Врангеля. Воспользовавшись тем, что основные силы красных действовали на западе страны, «Русская армия» П. Врангеля вырвалась из Крыма и в сентябре 1920 г. занял Александровск, Никополь на правом берегу Днепра, подошел к Юзовке в Донбассе. Однако красные удержали каховский плацдарм на левобережье.
