В августе 1921 года по решению Совнаркома в Тамбовской области было введено осадное положение. Однако советским войскам на ее территории (11,6 тысячи человек) под командованием А. В. Павлова не удалось нанести мятежникам ощутимого удара. «К февралю 1921 года в распоряжении его (мятежа) главаря А. С. Антонова насчитывалось до 30 тысяч вооруженных бандитов. Они были разделены на две “народные армии”, состоявшие из 19 полков, в каждом из которых насчитывалось от 400 до 1000 человек».
Командующим войсками Тамбовской губернии в начале мая по решениию Политбюро ЦК РКП(б) назначается М. Н. Тухачевский. Было принято решение по пополнению его войск кавалерией, артиллерией, бронесилами и авиацией. Всего к маю в Тамбовской губернии были сосредоточены войска, насчитывавшие до 37,5 тысячи штыков и до 10 тысяч сабель, 9 артиллерийских бригад, 5 автоброневых отрядов, 4 бронепоезда, 6 бронелетучек, 2 авиационных отряда. Сюда же направлялись курсанты Московских и Орловских пехотных командных курсов – всего около 7 тысяч человек. Войска были в достатке обеспечены боеприпасами, патронами и снарядами, которых можно было «не жалеть».
Сосредоточение на Тамбовщине крупной группировки войск позволило приступить к ликвидации «бандитизма». Среди войск, прибывших в район «антоновщины», была и отличившаяся в боях 14-я отдельная кавалерийская бригада Г. И. Котовского.
В мае – июне 1921 года советские войска решительными, массированными ударами разгромили «2-ю народную армию» под командованием самого Антонова. Когда он попытался с окруженной армией прорваться из Тамбовщины в соседнюю Саратовскую губернию, где тоже полыхало крестьянское восстание, на его пути уже стоял мобильный заслон. Это были кавалерийские бригады Г. И. Котовского, М. П. Ковалева и В. И. Дмитриенко, три бронеотряда.
Раненый Антонов с небольшим отрядом верных ему людей сумел вырваться из кольца окружения и уйти в Кирсановские леса. Там в июне 1922 года при попытке ареста он был убит.
20 июня советские войска в районе города Урюпинска почти полностью уничтожили «1-ю народную армию» тамбовских мятежников, которой командовал Богуславский. Ему удалось вырваться из кольца окружения и переправиться на левый берег Хопра – в Воронежскую губернию. Остатки армии Богуславского распались на небольшие по численности группы, многие из которых сдались советской власти, а остальные уничтожены.
В ходе ликвидации Тамбовского мятежа будущий Маршал Советского Союза М. Н. Тухачевский пошел на применение химического оружия. Химическими снарядами обстреливались леса, в которых укрывались крестьяне-повстанцы, порой с семьями.
После разгрома армий Антонова и Богуславского в Тамбовской губернии оставались из сил восставших два полка – 14-й и 16-й под общим командованием Ивана Матюхина, который оспаривал у Антонова главенство. Полки надежно укрывались в лесах, совершая из них дерзкие налеты, уходя потом обратно.
Для ликвидации последних сил мятежников руководство ВЧК и командование РККА разработало спецоперацию. Смысл ее заключался в том, чтобы кавалерийская бригада Г. А. Котовского сыграла роль белоказаков, пришедших с Дона на соединение с Антоновым, и уничтожила «войско» Матюхина там, где оно укрывалось. Красные конники «приоделись» как надо, а Котовский блестяще сыграл роль атамана Фролова.
Григорию Ивановичу удалось через эсера Эктова, помилованного ВЧК, установить контакт с осторожным Матюхиным, его командирами и политотделом. В деревне Кобылянка была назначена встреча, в ходе которой «гости» по знаку «атамана Фролова» неожиданно открыли огонь из револьверов по «хозяевам». Котовский вспоминал:
«У всех бандитов страшный перелом, переход от радости к безумному ужасу, особенно охватывает он Матюхина, человека-зверя, выкручивавшего собственноручно красноармейцам головы. В ужасе он закидывает назад голову и закрывает ее обеими руками. Я хочу убить его, но новый наган дает подряд три осечки. В это время раздается залп со стороны моих командиров, и несколько убитых бандитов падают на пол. Я бросаю наган, отскакиваю к стене и начинаю отстегивать свой маузер. Из-под стола, где успел спрятаться один из бандитских комиссаров, раздается выстрел, и пуля раздрабляет мне правую руку у плеча».
Сам Иван Матюхин выпрыгнул в окно и бежал в лес, сумев собрать отряд до сотни человек. Он еще долго продолжая заниматься политическим бандитизмом, но уже не ввязываясь в бои с красноармейцами. Для того чтобы его уничтожить, вновь пришлось провести чекистскую операцию.
За бескомпромиссную борьбу с крестьянскими «антоновскими бандами» на земле Тамбовской губернии комбриг Г. И. Котовский удостоился Почетного революционного оружия. В приказе Реввоенсовета Республики № 264 от 20 сентября 1921 года о том писалось так: