Советским войскам Юго-Западного фронта (командующий А.И. Егоров, член РВС Р.И. Берзин) предстояло выдержать натиск численно превосходящего, хорошо подготовленного противника. Кроме того, в тылу войск Юго-Западного фронта активно действовала вражеская агентура, стремившаяся ослабить боеспособность советских частей. Утром 23 апреля две галицийские бригады, занимавшие оборону на участке 14-й армии, подняли антисоветский мятеж.[66] Для его ликвидации советское командование вынуждено было использовать все резервы 14-й и часть резервов 12-й армии. Кроме того, в тылу Юго-Западного фронта действовали различные повстанческие отряды от сельской самообороны до формирований, выступавших под политическими или националистическими лозунгами. Для борьбы с ними советскому командованию приходилось выделять значительные силы. Например, только из 12-й армии было послано 8 экспедиционных отрядов, в 150–200 человек каждый.[67]

В этой сложной обстановке и началось наступление на Украине польских войск, которые на рассвете 25 апреля 1920 г. атаковали советские войска на широком фронте от Припяти до Днестра. Разгорелись ожесточенные бои. Главный удар противник наносил по 12-й армии, войска которой уже к вечеру 26 апреля утратили связь со штабом армии. Советские войска были вынуждены отходить, чтобы избежать разгрома. 26 апреля польские войска захватили Житомир, Коростень и Радомышль. К утру 27 апреля польская конница ворвалась в Малин и Казатин. Однако надежды противника на быстрый разгром Красной армии оказались несбыточными. Полякам не хватало сил для создания устойчивого фронта окружения, что позволяло советским войскам 9 боями отходить на восток. Так, окруженная в районе Коростеня 7-я стрелковая дивизия 12-й армии (начдив А.Г. Голиков, военком Ф. Ф. Рогалев), испытывавшая недостаток в продовольствии и боеприпасах, в течение трех дней самоотверженно Сражалась в окружении, отходя от Коростеня на Малин. Дивизия не только выстояла и отразила все атаки противника, но и 28 апреля успешно вырвалась, из окружения в районе Малина, вышла из кольца и вывезла с собой 30 эшелонов с войсковым имуществом и перешла в атаку. Части дивизии, отбросив противника, захватили пленных, 8 орудий и 23 пулемета. За эти бои 7-я стрелковая дивизия была награждена почетным революционным Красным знаменем.

В условиях прорыва фронта противником командование Юго-Западного фронта 27 апреля определило главную задачу — удержать Киевский район и путем обороны на широком фронте выиграть время до подхода 1-й Конной армии с Северного Кавказа, измотать противника, заставить его рассредоточить свои силы на огромном пространстве и тем самым создать выгодные условия для перехода советских войск в контрнаступление.[68] Пока же 1 мая по приказу командования войска Юго-Западного фронта перешли к пассивной обороне.[69] Этому способствовало и то, что 29 апреля — 3 мая польское наступление замедлилось, что, с одной стороны, обусловливалось необходимостью изменения группировки войск, а с другой — отражало колебания польского командования в вопросе выбора следующей цели: Киев или разгром 14-й армии. В итоге было принято решение добить советскую 12-ю армию на подступах к Киеву и занять город.

В ходе наступления на Киев противнику удалось рассечь на части и окружить 58-ю стрелковую дивизию 12-й армии, но, сорганизовавшись, части дивизии нанесли сильный удар по противнику и вышли из окружения. Соединившись с другими подразделениями 12-й армии, дивизия сдерживала противника на реках Тетерев, Здвиж, Ирпень и под Киевом. Отход частей 58-й дивизии прикрывал экипаж бронепоезда № 56, сдерживавший натиск 2 тыс. кавалеристов противника с 8 орудиями. В районе станции Коростень противнику удалось выйти в тыл бронепоезда и перекрыть железнодорожный путь сброшенным с рельсов маневровым паровозом. Однако после упорного боя экипажу бронепоезда удалось, оттеснив противника и расчистив путь, выйти из окружения.

Хотя противник продолжал продвигаться в глубь Украины, советские 12-я и 14-я армии, понесшие значительные потери, все же не были разгромлены и сохранили фронт. В ходе боев и частично от болезней польская армия, по официальным данным Главного командования Польши, потеряла в течение апреля 1920 г. 190 офицеров и 13,7 тыс. солдат.[70] Упорное сопротивление советских войск и отход их к Киеву и Одессе в расходящихся направлениях заставили ударную группировку противника распылять свои силы, растягивая фронт наступления. Попытки поляков окружить 12-ю армию на пути к р. Тетерев оказались безуспешными. Тогда противник решил уничтожить ее в Киеве, наступление на который началось в ночь на 6 мая. Не имея сил для удержания города, 6 мая 1920 г. 12-я армия оставила Киев и отошла на восточный берег Днепра. 8–9 мая польские войска захватили плацдарм на левом берегу Днепра в районе Киева, а попытки 12-й армии отбросить противника за реку не удались.[71] Одновременно противник продолжал теснить части 14-й армии, которые также оказывали упорное сопротивление, неоднократно переходя в контратаки.

Контратаки 12-й армии на восточном берегу Днепра, сохранение устойчивого фронта советскими войсками, отсутствие у противника резервов для развития дальнейшего наступления и наступление войск Западного фронта в Белоруссии привели к постепенной стабилизации фронта, который сложился к 16 мая. Польскому командованию не удалось добиться решающих успехов и уничтожить по частям 12-ю и 14-ю армии. Польская ударная группа из-за больших потерь и распыления войск на широком фронте была значительно ослаблена. Как признал 15 мая Ю. Пилсудский, «мы ударили кулаком по воздуху — прошли большое расстояние, а живой силы противника не уничтожили».[72] Собственно, также оценивает итог похода на Киев и французский исследователь Сен-Дизье: «Польские армии не уничтожили даже тех нескольких дивизий, которые им противостояли. Вместо того, чтобы начать наступление левым крылом непосредственно южнее Припяти и попытаться отрезать большевистские силы от мостов у Киева, наступление происходило почти фронтально, через Казатин и Бердичев, прямо на Киев. Советские отряды быстро оторвались и перешли на восточный берег Днепра… Польское наступление попало в пустое место, не причинив противнику серьезных потерь».[73] Войска Юго-Западного фронта в результате организованного отхода вышли из-под удара, что наряду с расширением линии фронта привело к срыву замысла противника, сковало его главные силы и позволило войскам Западного фронта подготовиться к наступлению.[74]

В оккупированных районах Украины захватчики грабили население, сжигали целые деревни, расстреливали и вешали ни в чем не повинных граждан. Пленных красноармейцев подвергали пыткам и издевательствам. В городе Ровно оккупанты расстреляли более 3 тыс. мирных жителей. Грабеж Украины, прикрывавшийся ссылками на договор с Петлюрой о снабжении польских войск, сопровождался террором и насилием: телесные наказания крестьян при реквизициях, аресты и расстрелы советских служащих в городах, конфискации имущества и еврейские погромы. За отказ населения дать оккупантам продовольствие были полностью сожжены деревни Ивановцы, Куча, Собачи, Яблуновка, Новая Гребля, Мельничи, Кирялловка и др. Жителей этих деревень расстреляли из пулеметов. В местечке Тетиево во время еврейского погрома было вырезано 4 тыс. человек. Из-за оперативной важности путей сообщения особенно пострадали местные железнодорожники. Многие из них были арестованы и расстреляны по обвинению в саботаже, другие — уволены, лишены жилья и имущества.