В марте 1918 года в составе большой группы партийных, советских и военных работников А. С. Бубнов вновь прибыл на Украину, оккупированную теперь немецкими войсками. Андрей Сергеевич был введен в состав правительства республики, а вскоре, после его преобразования в Повстанческий секретариат («Девятку»), возглавил военное секретарство «Девятки».
Основной задачей Повстанческого секретариата явилась подготовка вооруженного восстания против иностранных захватчиков и их пособников. Подготовку к восстанию начали с широкой пропаганды самой его идеи. При этом А. С. Бубнов подчеркивал, что большевики должны нацеливать трудящихся не на общенациональное восстание против оккупантов, а на классовое выступление рабочих и крестьян против иноземных и «своих» поработителей.
Коммунисты понимали, что успех борьбы во многом зависит от единого и твердого партийного руководства. Многопартийность и разногласия среди руководителей повстанческой борьбы отрицательно сказывались на ее результатах. В апреле 1918 года для подготовки I съезда Коммунистической партии Украины было создано организационное бюро. В него вошли: А. С Бубнов, Я. Б. Гамарник, В. П. Затонский, С. В. Косиор, Н. А. Скрынник и др. Съезд решили проводить в Москве. Перед его началом руководителей повстанческого движения на Украине принял В. И. Ленин. Беседа с вождем пролетарской революции по-новому осветила для А. С. Бубнова многие вопросы, связанные с организацией компартии Украины и подготовкой вооруженного восстания.
Съезд признал первоочередной задачей подготовку восстания рабоче-крестьянских масс Украины для восстановления власти Советов. Вместо Повстанческого секретариата в связи с этим создавался Всеукраинский центральный военно-революционный комитет (ВЦВРК). Председателем ВЦВРК стал член ЦК КП(б) У А. С. Бубнов.
Свою работу новый руководящий орган начал с объединения всех военно-революционных комитетов Украины в единую систему и налаживания повседневного конкретного руководства растущим повстанческим движением.
С помощью В. Н. Боженко, Н. Г. Крапивянского и В. М. Примакова А. С. Бубнов сумел сформировать в «нейтральной зоне» Украины две дивизии и несколько отрядов регулярных войск. Этим формированием было заложено ядро будущей советской украинской армии.
Большое внимание уделялось забастовочной борьбе украинского пролетариата. В июле ВЦВРК взял под свой контроль забастовку железнодорожников Украины и Юга России. По предложению А. С. Бубнова для ее руководства была создана специальная комиссия при ЦК КП(б) У. Руководимая большевиками забастовка нанесла серьезный удар по планам немецких оккупантов. Она надолго задержала вывоз в Германию продовольствия и промышленного сырья, усилила рост политического сознания трудящихся Украины, оказала деморализующее воздействие на германскую армию. Весной 1919 года В. И. Ленин писал, что немецкие империалисты «хотели вывезти из Украины 60 миллионов пудов хлеба, а вывезли всего только 9 миллионов и в придачу вывезли такую штуку, какую им не переварить, — вывезли большевизм».
ВЦВРК продолжил работу Повстанческого секретариата по созданию военно-революционных комитетов, партизанских штабов, органов разведки и снабжения, по сплочению революционных сил.
Гнев трудящихся Украины против оккупантов нарастал стремительно и грозил стать неуправляемым. ВЦВРК, стремясь придать организованный характер борьбе трудящихся, попытался оттянуть стихийный взрыв. Но 4 августа произошли столкновения между черниговскими партизанами и немецкими войсками. По принятому ранее решению в случае стихийного выступления на Черниговщине партизанам предписывалось начинать восстание по всей Украине. Поэтому ЦК КП(б) У и ВЦВРК, узнав о черниговских событиях, издали приказ № 1 о повсеместном начале вооруженного восстания. На помощь черниговцам устремились отряды из «нейтральной зоны». А. С. Бубнов, как и другие руководящие работники, надеялся, что к восставшим примкнут широкие массы трудящихся. Но вскоре стало ясно — восстание не удастся. Оно не переросло во всеобщее выступление даже на Черниговщине. 7 августа приказ № 1 пришлось отменить.
II съезд КП(б) У, состоявшийся в октябре 1918 года, оценив в целом положительно деятельность ВЦВРК, отметил слабость нелегальной работы на оккупированной части Украины. В связи с этим на ее усиление направлялся целый ряд ответственных работников партии. А. С. Бубнова послали в Киев. В городе сосредоточились сильные партийные кадры. Возглавлял Киевский подпольный обком партии С. В. Косиор. Андрея Сергеевича назначили начальником областного повстанческого штаба, председателем Киевского подпольного исполкома, членом подпольного обкома партии, ввели в состав редакции нелегальной газеты «Киевский коммунист».