Найбільш запеклий опір червоним чинив Гайдамацький кіш Слобідської України, що займав позиції на Печерську. Штаб коша, розташований у будинку Купецьких зборів, на цей час став справжнім центром оборони столиці. «По мірі того, як виступи більшовиків приймали все ширші розміри, штаб коменданта ставав усе більш і більш пасивним, а далі ми й зовсім згубили зв’язок з ним, — згадував О. Удовиченко. — Таким чином, оборона Києва механічно перейшла до штабу Гайдамацького коша, а саме до С. Петлюри, який фактично мав у своєму розпорядженні військову силу».
Однак виснажені безперервними боями вояки не могли довго протистояти силам червоних, які переважали. «Лави гайдамаків лежали далеко в Царському саду... — свідчив один з учасників оборони. — Декілька днів становище не мінялось: іноді більшовики доходили до самого будинку Купецького зібрання, і тоді ми всі з отаманом Петлюрою вискакували з будинка та переходили в наступ. Раз наш наступ був таким скорим, що більшовики не встигли вскочити на мости, що з’єднували два сади, і там їх багато перебили. Весь сад був завалений трупами. Це тупцювання на місці, без хвилини спокою ні вдень, ні вночі страшенно стомило всіх, а наступи червоних із кожним днем робилися ще більш упертими. Стомлені лежали гайдамаки, відбиваючись від ворога, і в наступ уже не переходили. Втома була така велика, що навіть гайдамаки захвилювалися. „Чому не дають допомоги?.. Доки будемо так битися?“ Ми всі вже збилися в будинку зібрання, звідки відбивалися».
8 лютого українське командування прийняло рішення про відступ із Києва. Центральна Рада й уряд УНР під охороною нечислених військових підрозділів виїхали до Житомира. У ніч на 9 лютого Київ залишили виснажені й знекровлені українські війська. «Сумну картину являв собою відступ українських загонів зі своєї столиці, — згадував М. Удовиченко. — Колони й окремі групи стомлених бійців тягнулися на захід Житомирським шосе (Бібіковський бульвар) і Львівською вулицею на воєнне поле. Була темна зимова ніч. На мертвих вулицях, окрім відступаючих військ, не було жодної живої душі. Сховавшись і забарикадувавшись вдома, населення боялося навіть освітлити вікна й привітати своїх оборонців. Коли ж вийшли на чисте поле, тут було світліше: над палаючою в пожежі столицею висіли червоні хмари диму і блискавками рвалися снаряди. Світло від палаючих будинків прорізало нічну пітьму на кілька верст від Києва і освітлював наш шлях».
Після захоплення Києва радянськими загонами в місті розпочалася справжня вакханалія насильства. М. Муравйов у своєму наказі сповістив киян, що радянську владу принесено «з далекої півночі на вістрях наших багнетів, і там, де її встановлюємо, цілковито її підтримуємо силою цих багнетів і моральним авторитетом революційної соціалістичної армії». Звичайним явищем стали страти без суду й слідства за звинуваченнями в «контрреволюційності» й «буржуазності». Розстрілювали тих, у кого знаходили написані українською мовою посвідчення. Співробітниця політичного відділу 1-ї Революційної армії Н. Лісовська згадувала, що «Київ потонув у крові». Сам М. Муравйов писав згодом щодо розстрілів, що «війська увійшли в такий азарт, що зупинити їх не було жодної можливості». Відомий більшовицький діяч В. Затонський свідчив: «Я приїхав до Києва саме тоді, коли його було взято. Страшне, кошмарне видовище... Можливо, ба навіть напевно, постраждали неповинні — у такому ділі всякого буває. Так, розстріляно українських есерів, по суті гарних хлопців, які тільки-тільки врятувалися від розстрілу, що його підписав Грушевський. Вони повтікали з-під арешту під час бомбардування, та коли наше військо увійшло до Києва, у них були квитки членів Центральної Ради, і незважаючи на їхні докази, їх порозстрілювано на місці». Лише на третій день після здобуття Києва розстріли було припинено. Загалом за кілька тижнів більшовицького владарювання в Києві було страчено близько 3000 осіб.
Відступ із Києва державних установ та військ УНР відбувався в умовах паніки та цілковитої дезорганізації. Фактичний виконувач обов’язків військового міністра О. Жуковський згадував «безглуздий жах» серед багатьох своїх колег. Вояки тривалий час не знали, хто здійснює керівнцитво військами — М. Ковенко, С. Петлюра чи хтось інший. «Щось творилось неможливе, — свідчив згодом О. Жуковський. — Повне зневір’я в свої сили, в сили своїх товаришів. Стали цілими групами тікати в різні сторони. Організувалось ціле паломнічество в Галичину та до Берестя...»
Лише в селі Ігнатівка неподалік від Києва військові сили уряду УНР зупинилися для відпочинку й реорганізації. Усі охочі дістали можливість залишити військову службу, а з добровольців було створено Запорізький загін під командуванням генерала К. Прісовського. Курінь Січових стрільців і Гайдамацький кіш Слобідської України залишилися окремими військовими частинами. О. Жуковський призначив головнокомандувачем військ УНР підполковника О. Сливинського, колишнього активного учасника українського військового руху. Але останній, зневірившись у здатності військ Центральної Ради протистояти більшовикам, невдовзі відмовився від посади. Після цього О. Жуковський зосередив у своїх руках керівництво воєнними діями.
Радянські загони не переслідували українські війська. Одразу після здобуття Києва переважна більшість петроградських та московських червоногвардійців рушила додому разом із награбованим майном. «Червоногвардійці, беручи звідтіля все, що треба, стали набирати мішки, і коли завелися гарні речі, по мішку зрозуміло, їх треба було відправити додому. Такі явища спостерігалися після київських боїв», — нарікав очевидець цих подій із радянського табору. Інші ж російські загони, за повідомленням зі штабу М. Муравйова, «у достатній мірі розклалися й частиною нами розпущені, частиною поїхали на північ для поповнення й переформування». Незважаючи на стрімке зменшення чисельності своїх військ, М. Муравйов бадьоро доповідав В. Леніну: «Рештки військ Ради відступили на Житомир, де Петлюра і Порш вербують із гімназистів дружину, але, звісно, ми не надаємо цьому значення».
Загрозу для уряду УНР натомість становили російські війська, які прямували з фронту в запілля. За свідченням сучасника, «величезні юрби озброєних ватаг, що складалися з деморалізованих вояків, швендяли по великих шляхах, руйнуючи маєтки, фабрики, все це грабувало, палило, об’їдало і рухалося вглиб краю, переважно на Київ...» На початку лютого 1918 р. штаб Південно-Західного фронту був цілковито ізольований від керівництва військами. Навіть телеграфне сполучення Бердичева з армійськими частинами було спорадичним. Призначений урядом УНР на посаду головнокомандувача Південно-Західного фронту прапорщик Кудря повідомляв українському керівництву: «Спершу ми боролись, опісля зайнялись ліквідацією фронту, ліквідуємо його і зараз — це наше єдине завдання». О. Жуковський фактично перетворив штаб Південно-Західного фронту на демобілізаційний відділ свого похідного штабу.
15 лютого розпропаговані фронтові частини зайняли Бердичів. 17 лютого радянський комісар Південно-Західного фронту Г. Кузьмін звернувся до «революційних» вояків 7-ї армії із закликом розгромити війська Центральної Ради Але фронтовики бажали лише якомога швидше дістатися додому. Тільки незначні військові сили утримували Бердичів, чинячи опір військам Центральної Ради. Тим часом уряд УНР переїхав до Коростеня, а згодом до Сарн. У кількох успішних сутичках із фронтовиками українські війська відновили боєздатність.
Однак втрата столиці й відступ національних військ на Волинь засвідчили, що уряд УНР не міг самотужки дати відсіч більшовицькій агресії. Природним союзником у боротьбі з російськими більшовиками, на думку багатьох українських політиків, були центральноєвропейські держави — Німеччина й Австро-Угорщина, які вже три з половиною роки перебували в стані війни з Росією. Іще наприкінці грудня 1917 р. уряд УНР розпочав мирні переговори з Центральними державами. Уже в ніч на 9 лютого 1918 р. у Брест-Литовському українська делегація підписала з повноважними представниками Центральних держав мирну угоду. За свідченням О. Жуковського, брестські події визначили стратегію українського керівництва: «У цей час мир між Осередніми державами і Україною був вже заключен. Настрій тоді про допомогу прийняв колосальні розміри. Тільки про допомогу ішла розмова, на її тільки і покладали майже всі надії...»