В десять утра красная кавалерия, не встречая нигде сопротивления республиканских войск, неожиданно ворвалась на Подол. На Подоле, кроме батальона Второй юнкерской школы у Центральной Рады, не было никаких сил. Хотя в юнкерской школе тогда находилось всего 110 юнкеров — черных гайдамаков, им удалось отбить три атаки красной конницы. На помощь Примакову пришли украинские солдаты с нейтрального полка, которые уговорили юнкеров оставить Подол, угрожая в противном случае, соединившись с большевиками, вместе напасть на юнкерскую школу. «Черные гайдамаки» были вынуждены отступить на Крещатик, к Купеческому собранию, где находились основные силы защитников города. За день боев Примаков захватил весь Подол, Куреневку и железнодорожную станцию Пост-Волынский.
Некоторые успехи были у армии Егорова, которая 24 января прорвалась через днепровский железнодорожный мост в киевские предместья. Эти войска за день боев захватили только станцию Киев-Товарный-2. Солдаты старой армии, составлявшие костяк армии Егорова, не желали серьезно воевать и предпочитали при вступлении в Киев просто разбегаться, теряться в сложных лабиринтах киевских улиц (так разбежался 11-й Сибирский полк). Большие успехи в этот день выпали на долю главной колонны наступавших — колонну Берзина. В полдень, после нескольких часов артиллерийской подготовки, на штурм Цепного моста пошли красногвардейцы 2-й армии, пустив впереди Себя броневик. Но броневик был подбит, а первая атака красных захлебнулась в крови… Однако с тыла красным пришла неожиданная помощь… В Печерской лавре, еще с дней киевского восстания, укрывалось несколько десятков восставших рабочих. Узнав о штурме Цепного моста, который находился недалеко от Лавры, восставшие поставили пулемет на высоченную лаврскую колокольню и начали палить из него в спину республиканских солдат.
В тот же день, после двух часов пополудни, к мосту стали приближаться части, высланные на помощь Берзину, из армии Егорова. В таких условиях республиканцы посчитали, что находятся в полном окружении врага, и начали постепенно отходить парковыми днепровскими кручами к стенам Николаевского собора, к «Арсеналу» и дальше, «на отдых» в Политехнический институт. В важнейшем стратегическом районе «Арсенала», прикрывавшем центр города, вечером 24 января окопалось только 200 солдат УНР.
Отряд армии Егорова после 10 часов боя был крайне переутомлен и не решился продолжать наступление в ранних январских сумерках, не зная о том, что армии противостоит только 200 республиканцев. Красные Егорова в этот день ограничились только подтягиванием сил, до 800 штыков, в район «Арсенала». Свежая армия Берзина, беспрепятственно пройдя Цепной мост в 16–19 часов, после отхода республиканцев решилась на неожиданное ночное наступление. В 11 часов вечера Балтийский матросский отряд в 500 штыков пробрался через заросли крутых приднепровских склонов прямо в тыл украинским частям у «Арсенала». Неожиданная штыковая атака матросов сбила республиканскую оборону, и украинский полк имени Дорошенко был вынужден отступить метров на 500 севернее, к Мариинскому дворцу, находящемуся в 400 метрах от Крещатика.
Совет министров УНР, опасаясь внезапного пленения, решил заседать не в здании Центральной Рады, а в здании Военного министерства, которое еще охраняло несколько десятков офицеров. Премьер Голубович считал, что ценой любых жертв необходимо было удержаться в Киеве еще несколько дней, до тех пор, пока в Брест-Литовске не будет подписан мирный договор с «немцем». Подписывать мир в условиях потери столицы было бы не только позорно… это могло бы привести к повышению аппетитов немцев при виде такого слабого союзника, потерявшего даже свою столицу. Так что «киевская оборона» стала частью международной политики и политического торга…
Граф О.Чернин (глава австро-венгерской делегации на переговорах в Бресте), вспоминая настроение тех дней, говорил, что 25 февраля, еще до подписания долгожданного мира между германским блоком и УНР, дипломаты задавали себе вопрос: чья власть в Киеве и кто реальный хозяин Украины? Троцкий уже заявил о захвате советскими частями Киева и всей Украины и о невозможности делегации УНР представлять интересы Украины на переговорах. В то же время украинцы в Бресте настаивали на том, что Киев еще удерживают республиканские войска и заявления Муравьева — Троцкого — фальшивка.
Красные также спешили со штурмом, надеясь, что украинцы не успеют подписать мирный договор до утраты Киева. Еще 24 января, когда красные уже были в трех километрах от здания Центральной Рады, на заседании Центральной Рады в некоторых речах звучали безумно бодрые нотки. Наиболее воинственные «радовцы» предлагали, «собрав все силы, ударить по Дарнице и разбить большевиков», говорили о скором подходе больших формирований вольного казачества с юга Киевщины и о ближайшем контрнаступлении. Но это были только фантомы, даже для обороны города сил уже было недостаточно.