Командование Украинской Галицкой Армии прекрасно понимало бесперспективность борьбы на два фронта. Силы галицкой армии катастрофически таяли – в начале ноября она насчитывала лишь 5 тыс. бойцов. Армия осталась без политического руководства – и президент-диктатор ЗУНР Е.Петрушевич, и председатель Директории С.Петлюра в середине ноября 1919 г. выехали за границу. В такой ситуации, стремясь спасти остатки армии, командование УГА вступило в сепаратные переговоры с Деникиным
На протяжении полутора месяцев пребывания в Одессе авиасотня влачила довольно жалкое существование, не выполнив ни одного полета. Личный состав за это время сильно поредел из-за свирепствовавшей в городе эпидемии тифа. Наиболее заметным проявлением активности авиаторов стала просветительская работа, которую они развернули среди украинских рабочих Одессы, быстро завоевав их симпатию. Впоследствии это сослужило хорошую службу. В начале февраля 1920 г. авиасотня должна была в составе 3- го авиадивизиона эвакуироваться морским путем в Севастополь. Однако дружественно настроенные рабочие «никак не могли найти паровоз» для доставки эшелона с имуществом авиасотни в порт, и галичане остались в Одессе.
Последней страницей в драматичной истории Украинской Галицкой Армии стала служба на стороне большевиков. Нужно отметить, что взаимоотношения галичан и большевиков имели свою историю. Ещё во время Чертковского прорыва части УГА столкнулись с подразделениями Красной Армии в районе г. Броды. Командиры 1-го корпуса УГА и 12-й советской армии вели переговоры о совместных действиях против поляков, но эта инициатива не получила одобрения вышестоящего руководства обеих сторон. Впоследствии ещё несколько раз поднимался вопрос о переходе УГА на сторону большевиков, но реализована эта идея была лишь в феврале 1920 г.
На протяжении января 1920 г. Красная Армия вела успешные операции против белогвардейских войск на территории Украины. Командование УГА в этой ситуации принимает решение о переходе в Румынию, издав 3 февраля соответствующий приказ. Однако следствием такого решения неминуемо должно было стать разоружение и интернирование армии. Союз же с большевиками предоставлял реальную возможность возобновления борьбы против поляков за Галичину. Поэтому, когда созданный в УГА революционный комитет отстранил от власти прежнее командование, он получил почти безоговорочную поддержку как рядовых, так и офицеров. 7 февраля было объявлено о разрыве договора с белогвардейцами и вступлении в союз с большевиками. УГА стала именоваться «Червонная Украинская Галицкая Армия» (сокращенно ЧУГА). В течение февраля- марта 1920 г. ЧУГА была реорганизована – её корпуса стали бригадами и были включены в состав советских дивизий (1-я бригада ЧУГА вошла в 44-ю стрелковую дивизию, 2-я – в 45-ю, 3-я – в 58-ю). Со второй половины марта галицкие части снова вступают в ожесточенные бои с поляками, на этот раз – в советско-польской войне. К концу апреля 1920 г. последние части ЧУГА были разгромлены, а их остатки оказались в польском плену.