Успех наступления Красной Армии на Донбасс во многом зависел от того, удастся ли быстро овладеть переправами и мостами через Северный Донец. Белогвардейское командование прилагало все усилия, чтобы удержать в своих руках переправы. Но все было тщетно. Г. К. Орджоникидзе сообщил вскоре В. И. Ленину о том, что в боях 20 декабря на переправах через Северный Донец 1-я Конная армия разбила наголову конную группу противника в составе частей Мамонтова, Шкуро и Улагая и сводной дивизии генерала Челнокова. Советские кавалеристы захватили 17 орудий, 80 пулеметов, обозы с военным имуществом, тысячу лошадей с седлами; более тысячи солдат и офицеров противника были убиты, три тысячи — взяты в плен. Стремительной атакой советские кавалеристы захватили железнодорожный мост между станциями Рубежное и Лисичанск, предотвратив его разрушение противником. Бронепоезда 1-й Конной вышли на правый берег реки.
Форсировав Северный Донец и овладев Лисичанском, советская конница вступила в Донбасс. Одновременно части 13-й армии 21 декабря заняли город Изюм и также, переправились на правый берег Северного Донца.
Реввоенсовет 1-й Копной армии принял решение сильными ударами по флангам противника уничтожить группировку белых в Донбассе. В центре расположения 1-й Конной армии находились 9-я и 12-я стрелковые дивизии, а на флангах были сосредоточены 11-я и 6-я кавалерийские дивизии. 4-я кавалерийская дивизия была оставлена в резерве.
Сражение за Донбасс началось 25 декабря встречными боями между частями 1-й Конной армии и конной группой Улагая и 2-й пехотной дивизией деникинцев к северу от Бахмута. Бои длились весь день. Исход их решил смелый маневр 4-й кавалерийской дивизии. Утром 26 декабря она, продолжая наступление, создала угрозу правому флангу и тылу группировки белых у Бахмута. Появление в тылу советской кавалерии внесло растерянность в ряды противника. Белые дрогнули и начали отходить на юг. Преследуя их, буденновцы выбили из Бахмута Марковскую дивизию и 27 декабря освободили город. Удар 4-й кавалерийской дивизии разорвал белогвардейскую группировку на две части, значительно облегчив тем самым ее разгром.
В те же дни 12-я стрелковая дивизия при поддержке бронепоездов нанесла тяжелое поражение частям 2-го Кубанского корпуса белых. 26 декабря она вышла в район станции Попасная и на следующий день заняла се. Одновременно 6-я кавалерийская дивизия, сломив сопротивление 4-го Донского корпуса, вышла в район станции Хорошее.
Несмотря на поражение в северной части Донбасса, противник не отказался от мысли нанести контрудар. Теперь белые стали собирать для этого остатки своих войск на линии железной дороги Горловка — Дебальцево. Однако советские войска снова опередили врага, нанеся ему мощный удар в районах Горловки и Дебальцево. После упорных боев 1-я Конная армия 29 декабря заняла Дебальцево, а 30 декабря — Горловку. В районе станции Амвросиевка 11-я кавалерийская дивизия, действуя совместно с 9-й стрелковой дивизией, разгромила Черкесскую дивизию белых, захватив при этом 600 пленных и 40 пулеметов. Остатки разбитой кавалерийской группы Улагая бежали в разных направлениях.
Наступлению Красной Армии на Донбасс помогали донецкие рабочие. Они разоружали отдельные части белых, препятствовали угону паровозов и вагонов. Взаимодействуя с войсками Южного фронта, донецкие партизаны освобождали целые районы, города, громили штабы и тылы белогвардейцев, пускали под откос вражеские эшелоны с боеприпасами и провиантом. В Гришинно, Чаплино, Синельниково, Павлограде и в Новомосковском уезде повстанцы вели активные боевые действия против отступавших белогвардейцев. Только в районе Новомосковска и Павлограда действовало несколько тысяч хорошо вооруженных партизан, которые парализовали железнодорожное сообщение в этом районе. Партизанам Гришино — Юзовского района удалось задержать десятки эшелонов. Возле Лимана партизанами был разбит батальон белых.
При освобождении советскими войсками Боково-Хрустальное два шахтера провели команду пулеметчиков под землей, по штрекам шахты, в тыл белым. Красноармейцы неожиданным ударом разгромили деникинцев и захватили большие трофеи. Железнодорожники станции Авдеевка по своей инициативе построили «бронепоезд» из трех крытых вагонов и двух платформ, предоставив его в распоряжение 42-й стрелковой дивизии. С помощью этого «бронепоезда» был организован внезапный налет на станцию Юзовка.
Трудовой Донбасс с великой радостью встречал Красную Армию. На ее пути не было ни одного района, где навстречу советским войскам не выходили бы шахтеры со знаменами. Продвигаясь по Донбассу, Красная Армия встречала шахты, залитые водой, погруженные во мрак, с испорченными силовыми станциями. Но как только приходили советские войска, рабочие пускали в ход электростанции и давали уголь.