Красные войска, которых в Киеве на 25 января было до шести тысяч штыков и сабель, могли перерезать отступление трех тысяч деморализованных солдат УНР и полностью окружить Киев. Войска Егорова в этот день не только ворвались в центр города, но и взяли вокзал, находившийся в 400 метрах от Брест-Литовского шоссе. Практически отход республиканских войск проходил под самым носом у красных. Полк красного казачества Примакова был направлен в тыл республиканцам через предместье Сырец, и его заданием было как раз перерезать все пути из Киева, ведущие на. запад. Однако, хотя этот полк и был утром 25 января в 200 метрах от Брест-Литовского шоссе, он его почему-то не перекрыл, несмотря на то что тогда на шоссе не было вовсе украинских войск. Более того, большевики продолжали ненужный обстрел центра города тяжелой артиллерией, хотя город уже находился в их руках, что усиливало неразбериху. Вместо того чтобы гнаться за отступающими республиканцами, красные начали разоружать полностью безобидные нейтральные полки и обстреливать их из пушек. Это привело к совершенно ненужным боям с нейтральными частями, которые поначалу и не думали оказывать красным никакого сопротивления. Убедившись уже вечером 26 января, что город покинули республиканские войска, что они отошли по Брест-Литовскому шоссе, Муравьев не сделал никаких попыток догнать отступающих.
В боях с войсками Муравьева потери республиканцев составили до 500 человек убитыми, ранеными, расстрелянными… Отдельные очаги сопротивления красным в Киеве держались еще целый день. Это стихийное сопротивление 27 января небольших отрядов вольных казаков, не успевших уйти из города, полностью запутало Муравьева, и он так и не выслал войска, чтобы догнать на Брест-Литовском шоссе главную колонну отступающих. Надо отметить, что Муравьев не проявил особых военных талантов в боях за Киев. Его армия смогла захватить столицу Украины благодаря тому, что имела численный перевес в силах и получила поддержку восставших рабочих «Арсенала», которые нанесли удар в спину бойцам армии УНР.
В рапорте Антонову-Овсеенко Муравьев докладывал, что окончательно захватил Киев, но упустил из города правительство УНР и большую часть украинской армии. Муравьев рапортовал и Ленину: «Сообщаю, дорогой Владимир Ильич, что порядок в Киеве восстановлен, революционная власть в лице Народного секретариата, прибывшего из Харькова Совета рабочих и крестьянских депутатов и Военно-революционного комитета работает энергично. Разоруженный город приходит понемногу в нормальное состояние, как до бомбардировки… У меня были представители держав Англии, Франции, Чехии, Сербии, которые все заявили мне как представителю советской власти полную лояльность…» (державы Чехия на февраль 1918 года просто не существовало. — Авт.).
В своем докладе Муравьев так описал штурм Киева: «Я приказал артиллерии бить по высотным и богатым дворцам, по церквям и попам… Я сжег большой дом Грушевского, и он на протяжении трех суток пылал ярким пламенем». Позднее Муравьев хвастался своими подвигами: «Мы идем огнем и мечом устанавливать советскую власть. Я занял город, бил по дворцам и церквям… бил, никому не давая пощады! 28 января Дума (Киева) просила перемирия. В ответ я приказал душить их газами. Сотни генералов, а может и тысячи, были безжалостно убиты… Так мы мстили. Мы могли остановить гнев мести, однако мы не делали этого, потому что наш лозунг — быть беспощадными!» Муравьев первым в Гражданской войне использовал отравляющие газы (причем сам в этом признался), запрещенные всеми международными соглашениями как изуверское оружие. Газы помогли его армии захватить мосты через Днепр и преодолеть оборонительные укрепления украинских войск на днепровских кручах.
Захватив Киев, Муравьев на неделю стал его полным хозяином, организовав в городе классовый террор, который прошелся косой смерти по интеллигенции, офицерам, буржуазии. По разным подсчетам, только за неделю было уничтожено от двух до трех тысяч киевлян (среди них — около тысячи офицеров и генералов; в числе погибших генералы царской армии и армии УНР Б.Бобровский, А.Разгон, Я.Сафонов, Н.Иванов, Я.Танзюк…).
Советское правительство Украины, переехавшее из Харькова в Киев, с ужасом обнаружило полное разложение армии красных и тысячи трупов мирных жителей в парках Киева. Власти потребовали от Москвы немедленного удаления Муравьева из Украины. Киевляне видели в нем «вожака бандитов», не имевшего никакого отношения к Украине. Он везде выступал с лозунгом «единой, неделимой России», а украинцев считал австрийскими шпионами и предателями.