Провозглашение самостоятельной ДКСР противоречило указаниям Ленина, и ЦК РСДРП(б) неодобрительно отнесся к выделению Донбасса и Криворожья в отдельную республику. Отрицательное отношение Ленина к этим действиям было высказано в письме к Г. Орджоникидзе от 14 марта. В телеграммах, адресованных представителям Совета Народных Комиссаров на Украине, Владимир Ленин требовал «сурового соблюдения суверенитета Советской Украины, невмешательства в деятельность Центральных исполнительных комитетов (ЦИК) Советов Украины, тактичности в национальном вопросе, заботы об укреплении сотрудничества Украинской и Российской Советских республик». Председатель Всероссийского Центрального Исполнительного Комитета (ВЦИК) Яков Михайлович Свердлов 17 февраля, отвечая на телеграмму Артема, в которой сообщалось о создании Донецко-Криворожской Республики и о выделении ее из состава Советской Украины, направил ему телеграмму: «Выделение считаем вредным».
Ленин и значительная часть ЦК РСДРП(б) были заранее осведомлены о намерениях местных большевиков (в первую очередь Артема) и не имели принципиальных возражений против провозглашения Донецкой Республики в отличие от И. Сталина, отвечавшего в ЦК за национальный вопрос. Руководство Советской России де-факто признало Донецкую Республику и поддерживало официальную переписку с ее органами.
На пленуме ЦК РКП (б) 15 марта 1918 года, прошедшем на фоне разворачивающейся оккупации территории Украины австро-германскими войсками, в присутствии Владимира Ленина и представителей Советской Украины Артема, Владимира Затонского и Василия Шахрая были рассмотрены положение на Украине, взаимоотношения между Народным секретариатом УНРС и Совнаркомом Донецко-Криворожской Республики. Постановление Пленума также свидетельствует об отрицательном отношении ЦК к обособлению Донецко-Криворожской Республики. Пленум решительно заявил, что Донбасс является частью Украины, и обязал всех партийных работников Украины, в том числе Донецкого и Криворожского бассейнов: а) принять участие в созывавшемся в Екатеринославе II Всеукраинском съезде Советов; б) создать на этом съезде единое правительство для всей Украины; в) всем партийным работникам Украины сообща работать над созданием единого фронта обороны против наступавших австро-германских оккупантов. Представителем Центрального Комитета Российской коммунистической партии (большевиков) (ЦК РКП(б)) на Украине был утвержден Серго Орджоникидзе.
Границы республики были заявлены в обращении Совета народных комиссаров (СНК) ДКСР от от 6 апреля 1918 года.
В ее состав вошли территории Харьковской и Екатеринославской губерний (целиком), часть Криворожья Херсонской губернии, часть уездов Таврической губернии (до Крымского перешейка) и прилегающих к ним промышленных (угольных) районов области Войска Донского по линии железной дороги Ростов-Лихая (фактически все Левобережье). Сейчас это нынешние Донецкая, Луганская, Днепропетровская и Запорожская области, частично Харьковская, Сумская, Херсонская, Николаевская и российская Ростовская. Столицей республики был Харьков, затем Луганск.
9 февраля 1918 года Украинская Народная Республика и центральные державы подписали сепаратный мирный договор, и менее чем через неделю после провозглашения ДКСР германо-австрийские войска по приглашению правительства УНР вступили на территорию Украины для защиты ее от Советской России и начали масштабное и быстрое продвижение на восток. Уже 1 марта они были в Киеве. 18 марта немецкие войска вторглись в пределы ДКР.
Для отпора оккупационным войскам был организован набор добровольцев в Красную армию Донбасса. Командующим армии был выбран Анатолий Ильич Геккер (командующие — П. Баранов, А. Круссер). Из-за неравенства сил вооруженные отряды ДКСР были вынуждены отступать.
19 марта на II Всеукраинском съезде Советов в Екатеринославе было принято решение объединить все советские государственные образования на территории Украины в Украинскую Советскую Республику для создания единого фронта против вторжения. Артем и часть представителей ДКСР, присутствовавшие на съезде, фактически признали это решение. Семен Васильченко, Михаил Жаков и Виктор Филов стали в оппозицию, настаивая на сохранении самостоятельности Донецко-Криворожской Советской Республики, и подали в отставку.
В связи с продвижением немецких войск 7–8 апреля правительство ДКСР было вынуждено переехать в Луганск, а 28 апреля было эвакуировано на российскую территорию (поход на Царицын).
К началу мая 1918 года австро-германские войска полностью оккупировали территорию ДКСР, которая таким образом фактически прекратила существование.