Рабочим органом Реввоенсовета и Главнокомандующего явился образованный 6 сентября Полевой штаб РВСР. Под руководством Главкома он разрабатывал проекты директив и указаний фронтам, передавал на места его распоряжения, составлял для правительственных органов и Реввоенсовета сводки и отчеты, осуществлял разностороннюю организаторскую работу по обеспечению боевой деятельности войск.
Когда Каменев прибыл на Восточный фронт, И. И. Вацетис был утвержден Главнокомандующим всеми Вооруженными Силами Республики. А на освободившийся пост командующего Восточным фронтом был назначен Каменев. Так, неожиданно для себя, Сергей Сергеевич оказался во главе самого крупного и наиболее ответственного тогда фронта гражданской войны.
Дела на Восточном фронте оказались гораздо хуже, чем они представлялись Каменеву ранее — со стороны. Августовская фронтовая наступательная операция увенчалась определенным успехом. Продвижение вражеских войск было остановлено, им не удалось соединиться с силами контрреволюции, действовавшими на севере и на юге страны. В сентябре, когда Каменев вступил в должность командующего Восточным фронтом, его войска вновь вели наступление. Однако в ряде мест они вынуждены были переходить к обороне, а в некоторых случаях и отходить. Одной из важнейших причин этого были существенные недостатки в организации войск. Восточный фронт представлял собой в то время обширное войсковое объединение — пять армий и Волжскую военную флотилию. Однако армии эти в основном состояли из множества различной численности мелких отрядов, что, помимо других отрицательных последствий, крайне затрудняло управление войсками. Каменеву было ясно, что без коренной реорганизации фронт не сможет выполнять свои задачи.
Потребовалась огромная по масштабам и сложности работа: из отрядов создавались более крупные войсковые единицы с регулярным построением — полки, бригады, дивизии, налаживалась система управления войсками, уточнялись районы действий и задачи армий. По сути, пришлось создавать даже штаб фронта, так как большинство его работников убыло вместе с Вацетисом в Полевой штаб РВСР. Вся эта работа была сопряжена с чрезвычайными трудностями. Фронт и входившие в него армии перестраивались «на ходу» — в условиях сложной боевой обстановки.
Были трудности и другого рода. Приходилось бороться с проявлениями партизанщины, непонимания необходимости четкой организации и подчиненности войск. Отдельные командиры с сомнением относились к мероприятиям нового командующего: бывший полковник вводит-де старорежимные порядки в войсках. В. И. Чапаев произвел даже «разведку». Он направил в штаб фронта командира взвода Якова Пугача с заданием познакомиться с Каменевым и его окружением. Возвратившись, Пугач доложил: «Перво-наперво — усищи во-о-о! Глазищи как у разбойника… Старик правильный. Денщиков и вообще бездельников около себя не держит. Сапоги сам чистит, как Василий Иванович. Твердый и смелый в речах. Подручных держит в руках. Над планами они торчат до петухов. Баб в штабе не приметил. Лицо хотя и чистое, но ласковое. Старик свой и не зазнается»…
Пугач ошибся только в одном: «старику», как он назвал Каменева, было в то время всего 38 лет. Видимо, опять подвели усы. В остальном же Пугач был прав. Исключительная работоспособность, обстоятельность решений, настойчивость в их осуществлении, требовательность и доступность обеспечивали быстрый рост авторитета Каменева в войсках. Своим его вскоре стали считать повсеместно — на всем фронте.
Мероприятия по укреплению войск фронта позволяли наращивать силу, масштабы и глубину их ударов по противнику. 8 октября весь Восточный фронт перешел в общее наступление. К концу ноября ширина прорыва вражеского фронта увеличилась до 600 километров, Красная Армия продвинулась на 200–300 километров.
Однако условия, в которых велись боевые действия, вскоре резко изменились. В Сибири, на Урале и Дальнем Востоке в конце ноября была установлена открытая контрреволюционная диктатура. Ее глава адмирал Колчак получил титул «верховного правителя российского государства» и «главковерха» всеми вооруженными силами белогвардейщины. Государства Антанты развернули широкую поддержку белогвардейских режимов, оказывая всестороннюю помощь в первую очередь их «главе» — Колчаку. Действовавшие на востоке силы контрреволюции реорганизовывались, пополнялись живой силой, вооружением и боеприпасами, боеспособность их росла. Положение усугубилось и тем, что с сентября главным фронтом республики стал Южный — туда теперь и шла основная масса пополнений. Вскоре на Восточном фронте все чаще стало проявляться превосходство противника в численности и вооружении. Крайне тяжело сказывалась на плохо обмундированных войсках фронта начавшаяся зима.