Антанта попыталась организовать совместно с наступлением Деникина наступление армий всех пограничных с Советской Россией государств, т. н. поход 14 держав, но потерпела полную неудачу. В сентябре польские войска прекратили продвижение на рубеже р. Березина, Новоград-Волынский, Житомир, не желая помогать Деникину, проводившему великодержавную политику. Прибалтийские государства (Финляндия, Эстония, Латвия и Литва) также уклонились от активных действий. «Мы выиграли потому, что у Антанты своих войск, которые она могла бы бросить против нас, уже не было, она должна была действовать силами маленьких народов, а маленькие народы, не только рабочие и крестьяне, но даже порядочная часть буржуазии, раздавившей рабочий класс, в конце концов не пошли против нас» (Ленин В. И., Полн. собр. соч., 5 изд., т. 39, с. 395).
На Правобережной Украине деникинцы, выступавшие под лозунгом «единой и неделимой России», вступили в вооруженный конфликт с украинскими националистами во главе с С. Петлюрой, которые стояли за отделение Украины от России. Украинские крестьяне, видя возвращение помещиков и разгул белого террора, выступали против войск Деникина. На Киевщине, Полтавщине, Херсонщине развернулось массовое партизанское движение. На Екатеринославщине активные партизанские действия вели отряды Махно, выросшие до нескольких десятков тыс. чел. и включившие некоторые революционные отряды. Весь Дагестан был охвачен вооруженным восстанием. Обострились отношения Деникина с кубанским казачеством. В Черноморской губернии и западной части Кубани развернулось повстанческое движение. Подпольные партийные организации вели активную борьбу против белогвардейцев. Тылы деникинской армии осенью 1919 начали разваливаться. Однако фронтовые белогвардейские части ещё сохраняли боеспособность.
12 сентября Добровольческая армия начала новое наступление на Москву на курско-орловском направлении. Донская армия, усиленная кубанским корпусом А. Г. Шкуро, наступала на Воронеж. Ухудшилось положение и на Восточном фронте, где советские войска после неудачи в начале сентября под Петропавловском начали отход за р. Тобол.
20 сентября 1919 белые заняли Курск. 21 и 26 сентября пленум ЦК партии принял ряд решений об улучшении организации борьбы с Деникиным. 27 сентября 9-я и 10-я армии были выделены в Юго-Восточном фронт (командующий В. И. Шорин), которому 14 октября была подчинена 11-я армия. В состав Южного фронта вошли 8-я, 13-я, 14-я и с 16 октября 12-я армии. На фронт было направлено большое количество партийных работников и лучшие представители комсостава. В район западнее Орла перебрасывались Латышские и Эстонские дивизии и др. соединения. Район Москва — Витебск — р. Днепр — Чернигов — Воронеж — Тамбов — Шацк был объявлен на военном положении. В партийных организациях были проведены мобилизации, давшие фронту 30 тыс. чел. Для пополнения рядов партии по всей стране и на фронтах была проведена партийная неделя , во время которой в партию вступило около 200 тыс. новых членов из рабочих и крестьян. Решения ЦК партии подготовили условия для коренного перелома на Южном фронте.
Некоторое время белые ещё имели успех. Тесня войска 13-й и 14-й армий, они 13 октября овладели Орлом, Донская армия 6 октября захватила Воронеж. По указанию В. И. Ленина 7 октября Южный фронт был усилен конным корпусом С. М. Буденного; северо-западнее Орла была сосредоточена ударная группа под командованием А. А. Мартусевича, уже 11 октября начавшая активные действия. 12 октября 8-я армия и корпус Буденного начали наступление на Воронеж, а 14—16 октября советские войска перешли в наступление под Орлом (см. Воронежско-Касторненская операция 1919 и Орловско-Кромская операция 1919 ).
В это время снова обострилось положение под Петроградом. Северо-западная армия генерала Юденича 28 сентября прорвала фронт 7-й армии и к 16 октября овладев Гатчиной и Красным Селом, подошла к окраинам Петрограда. 15 октября Политбюро ЦК партии дало указание планировать все военные действия «...лишь под углом зрения безопасности Московского — Тульского района в первую очередь, Петрограда во вторую очередь» («КПСС о Вооружённых Силах Советского Союза». Сборник документов, 1958, с. 138). Руководство выполнением постановления Политбюро ЦК партии было возложено на комиссию во главе с Лениным, 7-й армии были срочно отправлены подкрепления; 21 октября армия перешла в контрнаступление из района Колпино и отбросила противника. В наступление включилась 15-я армия, и в декабре разбитая армия Юденича была отброшена на территорию Эстонии, где была разоружена эстонскими войсками. 5 декабря в Тарту возобновились мирные переговоры с Эстонией.
На Южном и Юго-Восточном фронтах к 20 октября было достигнуто превосходство над врагом в силах (в 1,5 раза, а на центральном участке Южного фронта — в 2 раза). В обеспечении этого превосходства огромную роль сыграли усилия советской промышленности. С предельным напряжением работали на оборону Обуховский, Ижорский и Путиловский заводы в Петрограде, оружейные заводы в Туле, Ижевске и Воткинске, орудийный завод в Перми, патронный завод в Симбирске и многие предприятия Москвы, Иванова, Нижнего Новгорода и др. Всего в 1919 армия получила от оборонной промышленности (включая ремонт) свыше 1 млн. винтовок, свыше 6 тыс. пулемётов, 540 орудий, 357 млн. патронов, 184 тыс. снарядов.
Используя достигнутое превосходство, армии Южного фронта во 2-й половине октября нанесли тяжёлое поражение войскам генерала Деникина под Орлом, Кромами и Воронежем. 20 октября был освобожден Орёл, 24 октября — Воронеж, 15 ноября — Касторная, 17 ноября — Курск. На Юго-Восточном фронте 9-я армия, усиленная конным корпусом Б. М. Думенко и кавалерийской группой М. В. Блинова, 12 ноября освободила Новохопёрск, ликвидировав разрыв между фронтами. Политбюро ЦК 14 ноября 1919 дало указание РВС Республики о необходимости продвижения на Харьков и Донбасс.
9 декабря 1-я Конная армия (созданная 17 ноября 1919 на базе корпуса Буденного), усиленная двумя стрелковыми дивизиями, разбила сильную сводную конную группу белых в районе Валуйки. В ходе Харьковской операции 1919 и Донбасской операции 1919 советские войска Южного фронта нанесли белым армиям новое тяжёлое поражение. Во 2-й половине ноября перешли в наступление армии Юго-Восточного фронта, нанося главный удар 9-й армией и конной группой на Новочеркасск. Остатки Добровольческой армии отходили к Ростову, где были сведены в корпус. В Ростово-Новочеркасской операции 1920 войска Южного и Юго-Восточного фронтов разбили белогвардейские войска, освободили Мариуполь (4 января), Новочеркасск (7 января) и Ростов (10 января). Войска левого крыла Юго-Восточного фронта 3 января овладели Царицыном и развернули наступление на Тихорецкую и от Астрахани на Кизляр. На Украине успешно наступали 12-я, 13-я и 14-я армии; 16 декабря был освобожден Киев.
В январе 1920 Юго-Восточный фронт, усиленный 1-й Конной и 8-й армиями, был переименован в Кавказский (командующий В. И. Шорин, с 24 января по 24 апреля 1920 — М. Н. Тухачевский, с 15 мая 1920 по 29 мая 1921 — В. М. Гиттис), а Южный фронт — в Юго-Западный (командующий А. И. Егоров), который в феврале завершил освобождение Правобережной Украины, выйдя на рубеж Коростень, Шепетовка, Проскуров, р. Днестр. 7 февраля была занята Одесса. Командование Юго-Западным фронтом и Главком недооценили крымское направление. Попытки 13-й армии в январе, а затем в марте — апреле овладеть Крымом окончились неудачей, т. к. силы оказались недостаточными. Деникинские войска попытались закрепиться на рр. Маныч и Нижний Дон, но в феврале — марте в Егорлыкской операции 1920 войска Кавказского фронта нанесли им решающее поражение. 27 марта советские войска вступили в Новороссийск, откуда накануне эвакуировались в Крым остатки главных сил Деникина (35—40 тыс.). 29 апреля в районе Сочи сдались в плен остатки Кубанской армии. В апреле 10-я и 11-я армии освободили Терскую обл., а 11-я армия при содействии партизан освободила Дагестан. 27 апреля в Баку началось восстание рабочих. Ревком Азербайджана обратился к Советскому правительству с просьбой о вооруженной помощи. В ходе Бакинской операции 1920 войска 11-й армии вступили в Баку (28—30 апреля) и помогли трудящимся Азербайджана свергнуть мусаватское правительство и восстановить Советскую власть. В мае в Энзелийской операции 1920 Каспийская флотилия взяла в плен флотилию белых.