В соответствии с Брестским договором Народный комиссариат по военным делам объявил о всеобщей демобилизации. Тем временем оккупанты уже овладели Киевом и спешили захватить всю Украину.
8 марта Антонов в качестве верховного главнокомандующего всеми войсками Украинской Советской Народной Республики телеграфировал Ленину о ходе военных действий.
Героически сражались испытанные в боях с калединцами отряды красногвардейцев и рядом с ними — черноморские и балтийские моряки, солдаты-интернационалисты из Венгрии, Польши, Китая, Чехословакии. Один батальон чехословаков остался на фронте и после вывода корпуса за пределы Украины.
В конце апреля Владимир Александрович побывал у Ленина. Он доложил о положении на Украине и рассказал о героическом поведении большевистского батальона, носившего имя вождя. Батальон этот прикрыл отход 3-й армии и почти целиком погиб в бою.
Совнарком поручил Антонову-Овсеенко действовать в качестве народного комиссара по морским делам. Владимир Александрович дает предписание командованию Балтийского флота подготовиться к постановке минных заграждений. 9 августа штаб Балтфлота получил экстренную телеграмму за подписью Ленина и Антонова: «Минное заграждение поставить немедленно».
Осенью 1918 года Антонов-Овсеенко командовал на Восточном фронте группой в составе 2-й и 3-й армий. Из Казани он послал в газету «Известия Наркомвоен» статью «Наше положение».
Хорошо знакомый с положением под Ижевско-Воткинским заводом и на Пермском участке, где действовала 3-я армия, Владимир Александрович представляет командующему Восточным фронтом С. С. Каменеву план усиления северной части фронта. В это время Антонова вызывают в Серпухов, в ставку Реввоенсовета Республики. Антонов-Овсеенко подает главкому Вацетису доклад, в котором подробно анализирует военное положение, выдвигая главные оперативные задачи для Восточного и Южного фронтов.
В работе по организации армии Антонов надеялся на помощь Наркомата по военным делам Украины, но там царила полная неразбериха.
Командование Украинского фронта, стремясь поскорее покончить с узкоукраинскими задачами и выполнить задачи общестратегические, подготовило наступление против Петлюры и на крымском направлении. Используя таранную мощь дивизии Щорса, войска Украинского фронта нанесли в марте петлюровцам сокрушительные удары, заняли Винницу и Жмеринку. К 1 апреля они вышли к Днестру, завершив намеченную операцию.
Трудно представить себе более сложную обстановку, нежели та, что сложилась в тот год на Украине. Восстал против Советов атаман Григорьев. Особого внимания требовали к себе и другие национальные формирования. 7 мая 1919 года Ленин телеграфировал уполномоченному Совета Обороны на Южном фронте: «С войсками Махно временно, пока не взят Ростов, надо быть дипломатичным, послав туда Антонова лично и возложив на Антонова лично ответственность за войска Махно».
4 июля 1919 года в разгар боев с контрреволюцией последовало решение о ликвидации Украинского фронта.
Однако на этом военная деятельность Антонова-Овсеенко не обрывается. Около двух лет он работал председателем Тамбовского губисполкома, заместителем председателя Главкомтруда Ф. Э. Дзержинского и председателя малого Совнаркома.
В феврале 1921 года, когда пожар антисоветского восстания охватил Тамбовскую губернию и прилегающие к ней районы, Владимир Александрович возглавил Полномочную комиссию ВЦИК.
Крупное сражение разыгралось на черноземной Тамбовщине. Две многотысячные армии мятежников были оснащены современным оружием. Главный оперативный штаб, политические руководители в каждом отряде, полку и бригаде, печатные органы, служба снабжения, санитарные части — все, как в регулярных войсках…
В Тамбов был послан командующий войсками П. А. Павлов, которого в качестве заместителя председателя комиссии вскоре сменил М. Н. Тухачевский. Михаил Николаевич с уважением относился к Антонову-Овсеенко. Он видел в нем опытного политического руководителя, одного из первых организаторов Красной Армии.
Партия направляет в Тамбов испытанных в боях военачальников: И. П. Уборевича, И. В. Тюленева, И. Ф. Федько, Г. И. Котовского.
Кулацко-эсеровское восстание нанесло хозяйству Тамбовской губернии огромный ущерб. В ходе его подавления органы власти применяли жесткие меры, но они, как правило, диктовались военной необходимостью. Но рядом с этим было и другое — снабжение крестьянских хозяйств семенным зерном и необходимыми товарами, помощь пострадавшим семьям.
На крестьянских полях, во дворах и в мастерских можно было увидеть тысячи красноармейцев: рабоче-крестьянская армия помогала сельским труженикам пахать, сеять и убирать урожай, ремонтировать инвентарь. И если возможно одним словом выразить суть деятельности Антонова-Овсеенко в Тамбове, на земле, сжигаемой пожаром гражданской войны, то это слово будет — «созидание».
…Работа политическая, военная, хозяйственная — где границы меж ними, где кончалось одно и начиналось другое?