Против всей армии гетмана (около 30 тысяч штыков и сабель) и, возможно, против многочисленных немецко-австрийских войск (150 тысяч штыков и сабель) в распоряжении Петлюры был всего небольшой отряд сечевых стрельцов в 870 человек (по другим данным, 1500 или даже 2000 человек) и человек 100 добровольцев: беглецов из Киева, семинаристов, выпущенных из белоцерковской тюрьмы политических заключенных, местных крестьян. С такими силами Петлюра решил не только совершить переворот в Белой Церкви, но главное, немедленно наступать на Киев, в котором находилось более десяти тысяч регулярного гетманского войска и «варты». Для того, чтобы поднять дух восставших, Петлюра отправляет телеграмму о том, что восставшими «…занята Полтава, Харьков, Екатеринослав… мобилизовано до 30 тысяч крестьян», на самом деле ни один из этих городов еще не был занят повстанцами, а что касается крестьян — их было среди восставших пока несколько десятков.
15 ноября Директорией был заключен договор с солдатским Советом немецкого гарнизона Белой Церкви о нейтралитете входе противостояния Директория — гетман. А; Гольденвейзер вспоминает: «Немецкий нейтралитет во время восстания Петлюры не объяснялся ни сочувствием повстанцам, ни (как некоторые говорили) злокозненным желанием оставить в Украине хаос и тем повредить Антанте… У истощенной, уставшей и разочаровавшейся германской армии не было ни малейшей охоты проливать кровь ни за, ни против гетмана. Ей хотелось возвратиться поскорее домой: в этом заключалась вся ее политическая платформа».
Восстание началось утром 16 ноября, когда восставшие полностью захватили Белую Церковь, разоружили гетманскую «варту» (стражу) из 60 человек. Железнодорожники, присоединившись к восставшим, доставили им на станцию эшелоны для быстрого похода на Киев (сказался опыт «эшелонной» войны). Первоначальный план заключался в том, что эшелон с отрядом стрельцов сможет неожиданно для гетманцев приехать на Киевский вокзал и, захватив его, двинуться в центр города, где к восставшим стрельцам присоединятся киевские повстанцы (республиканцы, эсеры, анархисты и большевики), проникнувшие в центр города с Подола.
Утром 17 ноября, подъехав на предоставленных эшелонах к соседней станции Фастов, петлюровцы захватили ее, разоружив ничего не подозревающую «варту». Далее революционными эшелонами была захвачена станция Мотовиловка. Но далее путь на Киев оказался перекрыт — станция Васильков была уже занята гетманским карательным отрядом, недавно прибывшим из Киева.
Узнав о событиях в Белой Церкви, гетман немедленно послал на подавление «бунта» хорошо вооруженную офицерскую Дружину в 570 штыков и сабель, под командованием генерала князя Святополка-Мирского, бронепоезд и полк личной гвардии гетмана — сердюков в 700 штыков. Этой силой можно было легко разгромить нарождающуюся армию восставших, которая не превышала 1 тысячи штыков. Утром 18 ноября произошла первая, решающая битва этой войны… Офицеры, выйдя из эшелонов у станции Мотовиловка, решили наступать через открытые поля на позиции сечевиков-петлюровцев, скрывавшихся в окрестном лесу, раскинувшемуся вокруг станции. Против гетманцев выдвинулось всего около 400 сечевиков, с 10 пулеметами и двумя пушками. Перестрелка переросла в штыковой бой, в ходе которого окруженные гетманцы были вынуждены отступить. Провал офицерского похода объясняется двумя причинами: во-первых, офицеры были уверены, что против них будут сражаться неорганизованные банды крестьян, поэтому недооценили противника — сечевых стрельцов (они имели хороший фронтовой опыт и в составе австрийской армии, и в боях против большевиков). Во-вторых, части гетманских сердюков, не желая драться с петлюровцами, оторвались от офицерской дружины и залегли в обороне у села. Некоторые из сердюков перешли на сторону восставших. Бой под селом Мотовиловка стоил жизни половине офицеров гетманской дружины. Хотя, как указывает летописец истории стрельцов: «бились офицеры необыкновенно храбро», их бездарное командование поставило дружину под пулеметный огонь сечевиков.
Узнав о разгроме своей дружины, гетман объявил всеобщую мобилизацию офицеров (бывшей армии Российской империи), которых только в Киеве насчитывалось до 12 тысяч человек. Но на мобилизацию в армию гетмана откликнулось только около 5 тысяч офицеров, да и из них тысячи две стремительно разбежались по многочисленным штабам и отделам. Гетман вспоминал, что «на фронте считалось по спискам 9 тысяч человек. А на самом деле было всего 800».