На Левобережье войска большевиков быстро двигались к Киеву по двум железнодорожным веткам — Полтавской и Черниговской. Главный отряд, под командованием Муравьева, двинулся на бронепоезде от Харькова к Полтаве. Так получили свое реальное воплощение планы Муравьева по развертыванию «эшелонной» войны против УНР.
За два дня до начала красными боевых действий в направлении Полтавы по приказу Порша части двух украинских полков в количестве 1800 штыков были вызваны из Полтавы в Киев, по причине необходимости войск для разоружения заводов. В самой Полтаве осталось всего не более 600 штыков, подчинявшихся УНР. Министр не отдал никаких приказов относительно возможной обороны центра губернии — Полтавы или даже формы сопротивления Советам… Нападения красных в Полтаве никто не ждал. Разведки у армии УНР и вовсе не было. И когда 6 января 1918 года войска Муравьева, выгрузившись на полтавском вокзале, неожиданно ворвались в город, им не было оказано реального сопротивления. В коротком бою против полтавских юнкеров (УНР) был убит один красногвардеец, а несколько сот юнкеров были пленены. В Полтаве армии Муравьева и Егорова объединились для похода на Киев.
В этот же день красный отряд Кудинского, прибывший из России, разбив украинскую оборону у приграничной станции Хутор Михайловский, вошел в Черниговскую губернию, входящую в состав УНР. Отряду Кудинского ставилась задача пробиться через Черкассы на Правобережье Украины и выйти к Киеву с юга от Фастова. Но отряд не смог выполнить этой задачи по причине его отправки на фронт против белоказаков. 7 января произошел бой красных отрядов Муравьева (до 3 тысяч штыков) против местного украинского гарнизона (500 штыков) в городке Константиновград, который закончился капитуляцией войск УНР.
Тем не менее после «полтавской победы» возникла странная заминка с красным наступлением на Клев. Очевидно, ожидались дальнейшие ленинские указания… или же победители опасались ответных ударов со стороны Рады. Антонов-Овсеенко остановил на два с половиной дня наступление, пребывая в полной нерешительности относительно похода на Киев. Муравьев, захватив Полтаву, казалось, испугался своих действий. Его разведка доносила, что возле Киева концентрируется до 100 тысяч петлюровцев, готовых отбить Полтаву. Испуганный Муравьев то требовал от Антонова-Овсеенко подкрепление, то предлагал вернуться из Полтавы в Харьков, то приказывал, опасаясь контрудара Рады, разобрать между Полтавой и Киевом рельсы.
В самой красной Полтаве, по сведениям Муравьева, творилась пьяная вакханалия победителей, а местный рабочий совет уже готовился воевать с прибывшими советскими войсками, требуя немедленно отозвать Муравьева из Полтавы за его самоуправство и террор против местных жителей.
Только 9–10 января 1918 года бои, с участием местных красногвардейцев, возобновились и привели к захвату небольших городков Конотопа и Кролевца, а также и пленению до тысячи солдат-республиканцев. Некоторые части УНР в Нежине и Чернигове решили огласить полный нейтралитет и свободно пропускали через свои пункты красные части. После этих неудач республиканцев стало ясно, что малочисленные войска УНР на Левобережье Украины полностью разгромлены и на огромной территории Черниговщины и Полтавщины «надежных» бойцов осталось до 500 человек (на Черниговщине) и до 200 (на Полтавщине). Эти силы не составляли серьезной преграды для наступавших на Киев войск Муравьева.
Одновременно с наступлением большевиков с востока на Киев, на столицу УНР с запада в третий раз двинулся 2-й гвардейский корпус. К 10 января 1918 года мятежный корпус ворвался в Винницу и Вапнярку. Тогда же части большевистских Отдельной и 11-й армий, направляясь с фронта, из района Проскурова на Киев, также попытались захватить Шепетовку. Этой группе повезло больше — мятежные солдаты смогли занять Шепетовку и Жмеринку, но развить наступление на Киев уже были не в состоянии. Большинство солдат разошлись по домам или растворились в украинской провинции. Солдатские группы, которые еще вчера на митингах ратовали за мировую революцию, в январе 1918 года превратились в группы мародеров.
С 10 января 1918 года в Киеве уже открыто говорили о неминуемости сдачи города наступающим красным частям. В эти дни премьер-министр УНР Винниченко решил уйти в отставку. Его план поиска компромиссов попросту не срабатывал. В ночь на 22 января 1918 года Центральная Рада, под давлением фракции украинских эсеров, приняла знаменитый Четвертый универсал… Главные его мысли были оформлены словами: «Отныне Украинская Народная Республика становится самостоятельной, независимой, вольной, суверенной державой украинского народа… Народная Украинская держава должна быть очищена от насланных из Петрограда наемных захватчиков…»