Одновременно с польским наступлением активизировала свои действия Русская армия П. Врангеля, которая вырвалась из Крыма и в сентябре 1920 г. заняла Александровск, Никополь на правом берегу Днепра, подошла к Юзовке в Донбассе. Однако красные удержали каховский плацдарм на левобережье.

Перед лицом нового наступления белых, большевики и махновцы согласились на передышку в их взаимной жестокой войне. 1 октября, после предварительного соглашения о прекращении военных действий с красными. Махно в обращении к действующим на Украине повстанцам призвал их прекратить боевые действия против большевиков: «оставаясь безучастными зрителями, украинские повстанцы помогли бы воцарению на Украине либо исторического врага — польского пана, либо опять царской власти, возглавляемой германским бароном». 2 октября было подписано соглашение между правительством Советской Украины и Советом махновцев. В соответствии с соглашением между махновцами и красной армией прекращались военные действия, на Украине объявлялась амнистия анархистам и махновцам, они получали право на пропаганду своих идей без призывов к насильственному свержению советского правительства, на участие в Советах и в выборах на V съезд Советов Украины, намеченных на декабрь. Стороны взаимно обязались не принимать дезертиров. Махновская армия переходила в оперативное подчинение советскому командованию с условием, что «сохраняет внутри себя установленный ранее распорядок».

26-27 октября красные и махновцы перешли в наступление, 1-я конная армия, переправившись у Каховки, нанесла удар во фланг и тыл Русской армии, остатки которой откатились в Крым. Махно, который был серьезно ранен еще в августе 1920 г., остаться в Гуляй-поле, а лучшие силы махновцев под командованием С. Каретникова двинулись в сторону Крыма.

Белые надеялись удержаться на укреплениях Перекопского перешейка. но не смогли выдержать внезапного удара красных и махновцев со стороны Сиваша. Они не думали, что значительные силы противника смогут пройти через это ледяное болото. После ожесточенных боев на Литовском полуострове, на Перекопе и под Юшунью 8-11 ноября оборона Врангеля рухнула. Остатки Русской армии 14 ноября покинули Крым, и 15 ноября Красная армия вошла в Севастополь. В Крыму развернулся террор против сторонников белого движения, которые не успели эвакуироваться.

После победы над белыми 26 ноября 1920 г. красные внезапно напали на махновцев. Однако Махно сумел уйти из-под удара в Гуляй-поле. Войскам М. Фрунзе, опираясь на многократный перевес в силах, удалось окружить Махно в Андреевке, но 16 декабря Махно прорвался на оперативный простор. Однако ему пришлось уйти на Правобережье Днепра, где у махновцев не было достаточной поддержки населения, и где большим влиянием пользовались петлюровцы. В ходе тяжелых боев в январе-феврале 1921 г. махновцы прорвались в родные места.