В округе непрерывно формируются новые части и соединения. В 1933 г. на его территории образован 45-й механизированный корпус, имевший в своем составе 500 танков и около 200 бронемашин.
Украинский военный округ становится самым сильным среди других военных округов по количеству войск, входивших в его состав.
В связи с большим количеством войск, дислоцировавшихся на территории Украинского военного округа, и трудностью управления ими приказом Народного комиссара обороны СССР № 079 округ расформировывается, и на его базе создаются Киевский и Харьковский военные округа.
Киевский военный округ охватывал территории Киевской, Винницкой, Одесской, Черниговской областей и Молдавской АССР.
В 1930-е годы продолжается процесс непрерывного улучшения организационной структуры войск Красной Армии, в том числе и Киевского военного округа, значительно возрастает техническая оснащенность войск совершенной боевой техникой. В 1931–1938 годах все территориальные части округа переводятся на кадровый принцип комплектования, что значительно повлияло на укрепление их боевых возможностей.
Это подтвердили проведенные на территории округа в сентябре 1935 г. большие маневры, в которых приняли участие все рода войск Красной Армии. Впервые на этих маневрах с транспортных самолетов был выброшен воздушный десант в составе парашютного полка.
26 июля 1938 г. округ получил наименование Киевский Особый военный округ. К этому времени в его составе насчитывалось пять стрелковых, три кавалерийских, один механизированный и один авиационный корпус, восемь механизированных и танковых бригад, девять авиационных бригад, одна воздушно-десантная бригада, создано семь укрепленных районов, образованы силы и средства ПВО.
В сентябре 1939 г. войска Украинского фронта (командующий — командарм 1-го ранга С. К. Тимошенко, начальник штаба — комдив Н. Ф. Ватутин), образованного на базе Киевского Особого военного округа, приняли участие в освободительном походе в Западную Украину.
После объединения Украины, территория округа значительно увеличилась. Значительно выросло и количество соединений, входящих в состав округа. Советским правительством в октябре 1939 г. было принято решение об образовании Одесского военного округа, в который вошла часть территории Украины с дислоцировавшимися здесь войсковыми соединениями.
После вступления войск Красной Армии в Бессарабию и Северную Буковину в состав Киевского Особого военного округа были включены территории Киевской, Винницкой, Житомирской, Каменец-Подольской, Волынской, Тернопольской, Ровенской, Львовской, Дрогобычской, Станиславской и Черновицкой областей.
К началу боевых действий с Германией Киевский Особый военный округ продолжал оставаться самым сильным в составе Красной Армии по количеству войск, оснащенности соединений боевой техникой и вооружением, уровню боевой подготовки частей.
Только в 1940 и первой половине 1941 г. на территории округа было сформировано восемь механизированных корпусов, воздушно-десантный корпус, десять авиационных и восемь стрелковых дивизий, пять противотанковых артиллерийских бригад РГК.
Командующие войсками Киевского военного округа (Киевского Особого военного округа) в 1919–1941 годах
Мацилецкий С. К. — февраль 1919 г.
Богданов М. С. — февраль-август 1919 г.
Козловский[1] — январь-февраль 1920 г.
Ягушевский В. В. — февраль-август 1920 г.
Шарапов В. В. — август-декабрь 192 г.
Егоров А. И. — декабрь 1920 — апрель 1921 г.
Петин Н. Н. — апрель-октябрь 1921 г.
Якир И. Э. — ноябрь 1921 — май 1922 г.
Фрунзе М. В. — май 1922 — май 1924 г.
Егоров А. И. — май 1924 — ноябрь 1925 г.
Якир И. Э. — командарм 2-го, 1-го ранга — ноябрь 1925 — май 1937 г.
Федько И. Ф. — командарм 2-го ранга — май 1937 — февраль 1938 г.
Тимошенко С. К. — командарм 2-го, 1-го ранга — февраль 1938 — май 1940 г.
Жуков Г. К. — генерал-полковник, генерал армии — июнь 1940 — январь 1941 г.
Кирпонос М. П. — генерал-лейтенант, генерал-полковник — с января 1941 г.
Начальники штаба Киевского военного округа в 1919–1941 годах
Дубовой И. Н. — февраль 1919 г.
Ягушевский В. В. — февраль-август 1919 г.
Петин Н. Н. — 1920–1921 гг.
Паука И. Х. — 1921–1922 гг.
Лонгва Р. В. — 1924 г.
Уборевич И. П. — 1924–1925 гг.
Меженинов С. А. — 1925–1928 гг.
Пугачев С. А. — с 1928 по 1934 г.
Лебедев П. П. — с 1928 по 1934 г.
Кучинский Д. А. — 1935 г.