18 января 1918 года, во второй половине дня, части во главе с Петлюрой подошли к киевским днепровским мостам. Рабочие Слободки (предместья Клева), что на левом берегу Днепра, встретили прибывших шквалом свинца. К Киеву надо было прорываться через восставшие рабочие окраины. Разметав окопавшихся большевиков, части петлюровцев вышли на мост через Днепр, который также пришлось штурмовать. Восставшие Киева обороняли мост силами 60 красногвардейцев, имея броневик и несколько пулеметов.
Тогда же, 18 января, в Киеве произошли серьезные политические изменения. Премьер Винниченко распустил социал-демократический Совет министров УНР, предоставив одному из лидеров эсеров Голубовичу формировать новый кабинет. Военным министром стал никому не известный эсер Немоловский. Малая Рада[15]
приняла эсеровский «Земельный закон» — ликвидировав право собственности на землю, предоставив крестьянским земельным комитетам право уравнительного раздела всей земли. Новый эсеровский Совет министров УНР в своем воззвании назвал киевских восставших уголовными элементами, разбойниками и погромщиками, черносотенцами… В газетах утверждалось, что 70 % восставших — злодеи и грабители. Это была неумелая контрпропаганда, которая приносила больше вреда республиканским властям, ведь Красная гвардия формировалась преимущественно из числа киевских рабочих.Вечером 19 января отряд Петлюры, приблизительно в 900 человек при 8 пушках, вошел в Киев. В это же время для штурма «Арсенала» из Житомира прибыл Черноморский матросский украинский курень. В большинстве районов восстание уже прекратилось, только у «Арсенала» и у Киевского железнодорожного вокзала рвались снаряды. Части Петлюры и черноморцы сменили уставшие за пять дней боев за «Арсенал» киевские подразделения. Приход под стены «Арсенала» петлюровцев вызвал панику среди защитников завода. Они ждали обещанного лидерами восстания прихода Красной Армии, но только не Петлюры… Перешедшие было на сторону восставших большевизированные солдаты украинского полка имени Хмельницкого прекратили оборону «Арсенала» и без сопротивления сдались гайдамакам.
Арсенальцы были сильно утомлены пятидневным круглосуточным боем, подавлены большими людскими потерями (около 250 человек убитыми), разочарованы отсутствием обещанной большевиками подмоги… У восставших заканчивались патроны, отсутствовала питьевая вода, электричество, медикаменты. Руководители восстания в большинстве своем уже бежали с «Арсенала» через тайные подземные ходы. Часть защитников также разошлась по домам, видя бесперспективность и обреченность дальнейшего сопротивления. За стенами «Арсенала» остались только самые стойкие — до двухсот бойцов.
21 января 1918 года — последний день обороны «Арсенала». Утром этого дня было решено провести общую атаку восставшего завода. Семь пушек прямой наводкой били по «Арсеналу», надеясь пробить крепостные стены. В могучих стенах «Арсенала» артиллерией был сделан пролом, в который, под прикрытием дымовых завес, ринулись нападающие. С крыш соседних домов по арсенальцам ударило 15 пулеметов.
Первую колонну атакующих завод «в лоб», через главный корпус, в количестве 400 штыков, возглавил Петлюра. Вторую колонну, в 250 штыков, которая наступала со стороны буерака, вел в бой бывший царский полковник В.Петрив. Третья колонна поручика Блаватного, в 300 штыков, атаковала «Арсенал» с тыла. Около 6 часов вечера, уже в темноте, колонна Петлюры штурмом прорвалась на центральный заводской двор. После того как арсенальцы обнаружили в стенах своего завода ворвавшихся петлюровцев, они прекратили сопротивление и сдали оружие.
Советская пропаганда рассказывала о расстрелах и расправах над арсенальцами после взятия завода. Говорили о сотне расстрелянных, однако назвать фамилии жертв так и не смогли. Советским историкам нужно было только верить… Как же было на самом деле? Действительно, уже после захвата «Арсенала» несколько десятков его защитников были убиты на месте. Это были рабочие, которые не захотели сдаться и прятались в огромных подвалах завода, обстреливая спускавшихся в подвалы петлюровцев. Эти героические инсургенты были убиты или расстреляны в тех же подвалах. Но основная часть арсенальцев осталась в живых и была через несколько дней выпущена из заключения красными войсками, захватившими Киев. Вдень захвата завода всех пленных арсенальцев собрали на большом дворе завода, сюда же притащили раненых защитников. Гайдамаки требовали расстрела всех пленных, навели на толпу два пулемета. Но Петлюра остановил расправу… Пленных повели в военную тюрьму «Косой капонир», за два километра от «Арсенала».
Последний день штурма «Арсенала» стоил петлюровцам и арсенальцам до 70 человек убитыми и около 80 ранеными. Восстание породило у жителей Киева неуверенность и разочарованность во власти Центральной Рады, обескровило и обессилило части УНР, подготовило почву для штурма Киева воинством Муравьева.