Вместе с южной группой 12-й армии Ионы Якира бригада Котовского отошла с юга Украины на Киев. Котовцы участвовали в бою с петлюровцами за Цыбулево, в налете на Житомир и Малин, в захвате пригородов столицы.
В начале 1920 года Котовский был назначен начальником кавалерии 45-й дивизии, а в марте того же года он уже — командир кавалерийской бригады, в декабре 1920-го — командир 17-й кавалерийской дивизии — генерал, при этом, не имеющий никакого военного образования.
С конца января 1920 года он участвует в разгроме белогвардейской группы генерала Шиллинга в районе Одессы. 7 февраля котовцы без боя вошли в пригороды Одессы — Пересыпь и Заставу.
16 июля 1920-го в одном из боев в Галиции Котовский был тяжело ранен в голову и живот, контужен и на два месяца выбыл из строя. В конце того же года он был принят в Коммунистическую партию. Интересно, что жена Котовского в своем дневнике писала: «...ни большевиком, ни тем более коммунистом он [Котовский. —
В декабре 1920 года котовцы карают крестьян Херсонщины. Расстрел заложников и ответчиков, сожжение сел, конфискация всего съестного — вот вехи его большого пути. Котовскому удается разбить объединенные отряды крестьянских атаманов Гулого-Гуленко, Цветковского, Грызло в районе Умани (общей численностью до 800 повстанцев). Григорий Иванович позже рассказывал, что эти атаманы были убиты или застрелились после разгрома их отрядов. На самом деле атаманы еще продолжали жить, здравствовать и лишать покоя органы советской власти, хотя их отряды состояли из неподготовленных и плохо вооруженных крестьян. В эти дни бригада Котовского была передана в 1-й конный корпус Червонного казачества.
В конце декабря котовцам пришлось столкнуться с более сильным противником — махновцами, которые неожиданно появились на степных просторах западнее Днепра. Против Махно были направлены пять конных дивизий — Котовского, Примакова, Пархоменко, Гродовикова, Коробкова. В новогоднюю ночь произошел бой с махновцами у села Буки, что у реки Южный Буг, причем красные не только не смогли изловить батька, но и сами были изрядно потрепаны противником. Комдив Пархоменко был убит, а его штаб уничтожен махновцами. В Украине тогда появилась народная пословица: «Підманув, як Котовський Махна на Бузу».
12 января 1921 года махновцы были окружены соединением Котовского и еще тремя дивизиями у села Бригадовка на Полтавщине. Соотношение 1:7 не испугало махновцев: они дали бой и прорвались на оперативный простор. Интересно, что, по сообщению советских агентов, дивизия Котовского за 20 дней преследования врага «всячески уклонялась от боев с махновцами и пассивно шла, наступая им на пятки, выполняя функцию заслона». До 15 января продолжалась «дуэль» Котовский — Махно, которая не принесла славы Григорию Ивановичу. Неудивительно, что он не любил вспоминать эпизоды борьбы «против Махна», потому что эта борьба закончилась полным провалом «тактики Котовского». В начале марта 1921 года его бойцам снова пришлось сражаться против Махно, и снова безрезультатно.
В марте–апреле 1921 года дивизия Котовского была использована для карательных экспедиций в Таращанском, Белоцерковском, Уманьском, Китайгородском районах. С переменным успехом там велась борьба против повстанческих селянских атаманов: Любача, Сороки, Цветковского, Лыхо, Иво. В мае конницу Котовского перебрасывают на более опасный «фронт», на Тамбовщину, против крестьянского восстания, которым руководил атаман Антонов.
После Тамбовских лесов Котовский становится командиром 9-й Крымской конной дивизии и начальником Таращанского участка по борьбе с бандитизмом. Расстрелы крестьян, не желавших сдавать продразверстку, стали для котовцев обычной «работой». В подвластном Котовскому районе была введена «поголовная фильтрация» населения, которая предполагала массовые казни, и действие системы «ответчиков» — людей, чья жизнь зависела от «настроений» всего района. В ноябре 1921-го каратели-котовцы были направлены против повстанческих отрядов Юрия Тютюнника, в декабре — против атаманов Струка и Левченко.
31 октября 1922 года Котовский становится командиром 2-го кавалерийского корпуса. Это было очень высокое назначение, и состоялось оно благодаря поддержке «бессарабца» Михаила Фрунзе. Котовский же был членом трех ЦИКов — Союзного, Украинского и Молдавского, стал «официальным» героем гражданской — трижды кавалером ордена Красного Знамени, таких орденоносцев во всем СССР было не более 30 человек. В 1924 году Котовский добивается решения о создании Молдавской Автономной Советской Республики.
Но политическая и предпринимательская активность Котовского приводит к тому, что 6 августа 1925 года на отдыхе под Одессой он погибает от пули своего давнего приятеля, одесского бандита Меера Зайдера.
До сих пор остаются загадкой причины убийства Григория Ивановича Котовского, неизвестны и его организаторы.