Некоторое время белые ещё имели успех. Тесня войска 13-й и 14-й армий, они 13 октября овладели Орлом, Донская армия 6 октября захватила Воронеж. По указанию В. И. Ленина 7 октября Южный фронт был усилен конным корпусом С. М. Буденного; северо-западнее Орла была сосредоточена ударная группа под командованием А. А. Мартусевича, уже 11 октября начавшая активные действия. 12 октября 8-я армия и корпус Буденного начали наступление на Воронеж, а 14—16 октября советские войска перешли в наступление под Орлом (см.
На Южном и Юго-Восточном фронтах к 20 октября было достигнуто превосходство над врагом в силах (в 1,5 раза, а на центральном участке Южного фронта — в 2 раза). В обеспечении этого превосходства огромную роль сыграли усилия советской промышленности. С предельным напряжением работали на оборону Обуховский, Ижорский и Путиловский заводы в Петрограде, оружейные заводы в Туле, Ижевске и Воткинске, орудийный завод в Перми, патронный завод в Симбирске и многие предприятия Москвы, Иванова, Нижнего Новгорода и др. Всего в 1919 армия получила от оборонной промышленности (включая ремонт) свыше 1 млн. винтовок, свыше 6 тыс. пулемётов, 540 орудий, 357 млн. патронов, 184 тыс. снарядов.
Используя достигнутое превосходство, армии Южного фронта во 2-й половине октября нанесли тяжёлое поражение войскам генерала Деникина под Орлом, Кромами и Воронежем. 20 октября был освобожден Орёл, 24 октября — Воронеж, 15 ноября — Касторная, 17 ноября — Курск. На Юго-Восточном фронте 9-я армия, усиленная конным корпусом Б. М. Думенко и кавалерийской группой М. В. Блинова, 12 ноября освободила Новохопёрск, ликвидировав разрыв между фронтами. Политбюро ЦК 14 ноября 1919 дало указание РВС Республики о необходимости продвижения на Харьков и Донбасс.
9 декабря 1-я Конная армия (созданная 17 ноября 1919 на базе корпуса Буденного), усиленная двумя стрелковыми дивизиями, разбила сильную сводную конную группу белых в районе Валуйки. В ходе Харьковской операции 1919 и