В октябре 1919 года ЦК РКП(б) направляет В. А. Антонова-Овсеенко в Тамбовскую губернию. Там он работает председателем губернского исполкома. Через несколько лет Владимир Александрович на страницах газеты «Правда» расскажет о тех трудных, неспокойных временах:
«Фронт близко. На фронте неудачи. В губернии бродят шайки “зеленых”, в городе – чека сообщает – белые готовят восстание. Губком превращен в крепость. У подъезда часовой из комотряда, на площадке лестницы – другой, на посту. В передней – скамьи, бревна на случай баррикадировать двери. В губкоме постоянное дежурство нескольких человек для связи…
На балконе – в сторону площади – пулемет. Полевой телефон – с заводским комитетом, с чека, на случай разрыва обычной городской связи».
Когда фронт стал отходить на юг, надобность для Москвы в пребывании Владимира Александровича в Тамбовской губернии отпала. Он получает новые должности, на которых не задерживается. Становится заместителем Главного комитета по всеобщей трудовой повинности (Главкомтруда). Назначается членом коллегии Наркомата рабоче-крестьянской инспекции. Утверждается членом при Совете труда и обороны по проведению в жизнь военного положения (оно вводилось в 24 губерниях), а потом еще и членом коллегии Наркомата труда. Отбывает в Пермь с правами уполномоченного ВЦИК, становясь там председателем губернского совещания.
В 1920–1921 годах В. А. Антонов-Овсеенко снова оказывается в Тамбове, но уже в новом качестве. Он становится председателем полномочной комиссии ВЦИК по ликвидации известного в отечественной истории Тамбовского крестьянского восстания, которое в советское время называлось кулацко-эсеровским. На борьбу с ним были брошены значительные силы Красной армии (РККА). Восстание охватило не только Тамбовскую, но и соседние с ней Воронежскую и Саратовскую губернии.
После жестокого подавления «антоновщины» на Тамбовщине Антонов-Овсеенко оказывается на посту председателя Самарского губисполкома и комиссии помощи голодающим. Избирается председателем Самарского городского исполкома. В декабре 1922 года он – председатель Полномочной комиссии ЦК РКП(б) в Кронштадте. Исследователей Гражданской войны поражает тот факт, что в те годы Владимир Александрович не засиживался в должностях.
В 1922–1924 годах В. А. Антонов-Овсеенко – начальник Политического управления Реввоенсовета Республики (с 28 августа 1923 года – Реввоенсовета СССР).
Во время пребывания на посту главного политработника РККА он стал известен тем, то по его личной инициативе с 1 января 1924 года стала издаваться центральная военная газета «Красная звезда», ныне центральный печатный орган Министерства обороны Российской Федерации.
В те же годы Владимир Александрович был председателем Военно-исторической комиссии, членом редколлегии и председателем военной секции Истпарта (истории партии) при ЦК РКП(б). Его перу принадлежат: «Записки о Гражданской войне» (4 тома), мемуары «В семнадцатом году», первый марксистский очерк истории Гражданской войны «Строительство Красной армии в революции».
Когда «отзвучали» последние отголоски Гражданской войны, Владимира Александровича направляют трудиться на дипломатическое поприще, благо опыт работы за границей еще до Октября 17-го был немалый. Весной 1924 года он возглавляет дипломатическую миссию в Кантоне по вопросу об урегулировании советско-китайских отношений. С 1924 по 1928 год – полномочный представитель СССР в Чехословакии. Затем такие же посты занимает в Литве и Польше (с 1928 по 1934 год).
В эти годы у В. А. Антонова-Овсеенко выходит четырехтомник «Записок о Гражданской войне». Он имел большой успех у читателей.
Было время (1923–1927 годы), когда В. А. Антонов-Овсеенко ходил в сторонниках Л. Д. Троцкого, примкнув к троцкистской оппозиции. Его счастьем являлось то, что фракционной работы в рядах партии он не вел. Газета «Правда» 8 апреля 1928 года писала, что, разобравшись в сущности позиции троцкистов, Антонов-Овсеенко порвал с ними. Однако И. В. Сталин о троцкистском прошлом организатора штурма Зимнего дворца, ставшего крупным советским дипломатом, помнил. Думается, что подозрительность к себе вождя Владимир Александрович с начала 30-х годов ощущал.
В июне 1934 года полномочного посланника в Варшаве отзывают в Москву и неожиданно для многих (и для него самого) назначают прокурором РСФСР, хотя он никакого юридического образования не имел. Но зато был тверд по отношению к врагам революции в годы Гражданской войны, кто бы они ни были: контрреволюционеры или белые, махновцы или мятежные тамбовцы. Одновременно В. А. Антонов-Овсеенко (с 1934 по 1937 год) является членом ВЦИК.