На петлюровском фронте сражалось 19 тысяч галичан при 540 пулеметах и 158 пушках, 2 бронепоездах, 4 броневиках, 34 самолетах и 15 тысяч петлюровцев при 530 пулеметах и 170 пушках, 9 бронепоездах, 6 броневиках, 24 самолетах. Объединенную армию характеризовала большая мощь пулеметов, при практическом отсутствии значительных кавалерийских соединений. Но значительная часть объединенной армии «устраивалась» в тылу, ведь общая численность войск, находившихся на фронте и в тылу, составляла до 80 тысяч человек. К силам петлюровцев можно отнести и до 10 тысяч повстанцев в красном тылу, которые обязались исполнять приказы Петлюры. Петлюра возглавил украинское повстанчество, создав Центральный Украинский повстанческий комитет и параллельный ему Повстанческий отдел во главе с Волохом.
Против объединенной украинской армии красные (части 12-й и 14-й советских армий) имели почти в два раза меньше войск, примерно 18 тысяч штыков и сабель. Но они были более мобильными, имея разветвленную сеть железных дорог в тылу, многочисленные бронепоезда и сильную кавалерию. К 31 июля Красная Армия еще удерживала фронтовую линию Сарны — Звягель — Шепетовка — Жмеринка — Вапнярка силами 44-й дивизии (5 тысяч бойцов), 1-й украинской дивизии (около 8 тысяч бойцов), правого фланга 45-й дивизии (около 6 тысяч бойцов).
2 августа 1919 года Петлюра огласил новый приказ — Киевскую директиву об общем наступлении против Красной Армии. Планировалось наступление частей Ю. Тютюнника на Жмеринку, наступление Запорожского корпуса на Винницу, УГА и сечевиков — на Староконстантинов и восточную Волынь. Результатом августовского наступления, должен был стать захват Киева. Петлюра и В. Тютюнник считали, что, развивая наступление сразу в двух направлениях — на Киев и Одессу, Киев можно будет захватить уже к 22 августа, а Одессу — к 28 августа.
Объединенная армия, используя повстанцев, разваливающих красный тыл, вполне могла выполнить эту задачу к указанным срокам. Но быстрому наступлению помешали внутренние распри. Петлюра настаивал на том, чтобы направление главного удара было на Киев, а Одесское направление считал вспомогательным. Он полагал, что обретение Киева сплотит армию, укрепит режим, поднимет международный престиж Украины, откроет благодатные пространства для мобилизации и снабжения армии. Галицкие командиры выступали за Одесское направление как главное. Они аргументировали свой выбор тем, что Одесса как «окно в Европу» позволит принимать возможные военные поставки из стран Антанты.
Наступление на Одессу было признано только вспомогательным — отвлекающим маневром, который уведет красные части от главного направления — удара на Киев. Петлюра полагал, что продвижение на Одессу возможно только в случае подписания союзного договора с генералом Деникиным или Антантой, ведь у Одессы на рейде стояли суда Антанты с десантом добровольцев и возможно было повторение конфликта декабря 1918 года.
К непредсказуемым последствиям привела задержка наступления Галицкой армии, офицеры которой начали конфликтовать с командованием петлюровцев, особенно с В. Тютюнником. Галицкие офицеры решили не выполнять приказы о наступлении до тех пор, пока не будет создан совместный штаб, где галичане получили бы 50 % командных должностей. Пассивность УГА привела к тому, что 7 августа в результате контрнаступления красных петлюровцы потеряли Звягель. В боях под Шепетовкой 9–10 августа галицкие войска при первом натиске красных покинули фронт и сдали Староконстантинов. Задержка наступления галичан на Волыни поставила на грань срыва наступательную операцию по овладению Киевом.
Для объединения оперативного командования армией и успокоения галицких офицеров Петлюра был вынужден организовать в Каменец-Подольском штаб объединенных армий при Главном атамане. Начштабом стал малоизвестный в петлюровской и галицкой армиях генерал Н. Юнаков. Представитель УГА В. Курманович стал заместителем Юнакова — генерал-квартирмейстером штаба. (Бывший полковник австрийской армии Курманович девять лет занимался шпионажем против России, задерживался российской контрразведкой, в УГА он руководил штабом армии, некоторое время был военным министром ЗУНР.)
Объединенная армия была реорганизована в три группы войск: Западную — во главе с полковником (бывшим подполковником австрийской службы) А. Вольфом; Среднюю — во главе с генералом (бывшим подполковником австрийской службы) А. Кравсом и Восточную — во главе с В. Тютюнником, который оставался еще и командующим Надднепрянской армии. Только после того как объединенный штаб Юнакова был создан, руководители галицких частей дали согласие на наступление.
К 10 августа Надднепрянская армия (6-я дивизия), разбив Красную Армию, захватила Винницу и огромные военные трофеи. 2-й Галицкий корпус захватывает Староконстантинов, Но вскоре Староконстантинов был оставлен вследствие контрнаступления красных. Группа Вольфа, перейдя 13 августа в наступление, наконец закрепила за собой Староконстантинов, подошла к Шепетовке. К 21 августа та же группа, разбив 12-ю армию красных, захватила Звягель, Олевск, Житомир. Этой группе было поставлено задание — захватить Коростень и прикрыть наступление группы Кравса на Киев. Но Вольф не проявил должной энергии и наступал очень осторожно. К тому же польское войско, находившееся в районе Шепетовки, представляло собой постоянную угрозу группе Вольфа, создавая провокации на линии разграничения армий.
Захват Умани повстанцами атаманов Зеленого и Павловского облегчил движение петлюровцев на восток. За 6 дней части Ю. Тютюнника прошли маршем 140 км, заняли Умань и вышли к станциям Христиновка и Шпола, отрезав красные части Одесского района от Киева. Части 3-й и 9-й дивизий армии УНР захватывают станцию Кодыма на пути к Одессе, а в начале сентября 1919 года, захватив огромные военные запасы в городке Балта, выдвинулись к станции Бирзула.
Группа Кравса к 21 августа после тяжелых боев захватывает Казатин и Бердичев. 24 августа 3-й Галицкий корпус захватывает Фастов, а Запорожский корпус — Белую Церковь. Петлюровцы приблизились к Киеву, где уже с 18 августа начинаются «эвакуационные» настроения. Для обороны Киева был создан Киевский укрепрайон (командующий Я. Петере — будущий чекистский лидер).
13 августа натиск польской армии на Ровно привел к тому, что город был сдан полякам и красные отошли к Шепетовке, свернув оборону на Волыни. Польское наступление помогло наступлению Петлюры, обеспечив петлюровцам фланговое прикрытие. В своей телеграмме Петлюра призывал польскую армию идти дальше на восток, в глубь красного тыла — на Гомель и Речицу, дабы облегчить армии УНР движение на Киев.
27 августа петлюровцы развернули операцию по штурму Киева. Однако группа генерала Вольфа опаздывала с наступлением, что затянуло общий удар на Киев на несколько дней. Ближе всего к Киеву подошла Средняя армейская группа генерала Кравса (от Бердичева двигался 1-й Галицкий корпус, а от Казатина — 3-й Галицкий корпус). С юга, от Белой Церкви на Киев двигался Запорожский корпус армии УНР, который поддерживали повстанцы атамана Зеленого. На укрепленной линии обороны Боярка — Белгородка в 18 км от Киева петлюровцы были временно остановлены, но уже 29 августа галичане прорвали красный фронт у Белгородки, что заставило части Красной Армии спешно бежать из Киева и закрепиться только на левом берегу Днепра у Любеча.
Разгромом киевской группировки Красной Армии и захватом армией Петлюры Киева заканчиваются главы второй войны между армиями УНР и Советских республик. Поражение Красной Армии в боях за Правобережную Украину было не только следствием наступления армий УНР и ЗУНР на Киев и Одессу. Общий кризис власти и экономики в Советской Украине был главной причиной поражений, а крестьянские восстания, которые захватили все украинские уезды, подрывали шаткие основы диктатуры пролетариата на местах. В августе 1919 года Красная Армия в Украине переживала время собственного разложения и дезорганизации. Зажатая с запада и востока наступавшими петлюровцами и белогвардейцами, она была неспособна даже к пассивной обороне, захваченная настроениями отступления к Москве. Успеху Киевской операции армии Петлюры оказали неоценимую помощь белогвардейцы, в августе 1919 года успешно наступавшие на Одессу и Киев с востока, выдавливая части Красной Армии из Украины. Красные, спешно покидая Украину, надеялись вывести свои силы из-под двойного удара, грозящего полным окружением, и обрести спокойный тыл.