На собрании лидеров польских организаций Львова был создан штаб командования восстанием, избраны польский комендант города — капитан Чеслав Мончинский и Народный польский комитет, ставший политической силой восстания. В городе были созданы вербовочные польские пункты, началась мобилизация львовской молодежи.
В воскресенье, 3 ноября 1918 года местные австрийские власти окончательно передали власть во Львове и Галичине украинским лидерам. В тот же день, в полдень, польские подразделения атаковали центр города, здание почтамта и Сейма, но им не удалось захватить основные стратегические пункты из-за яростного сопротивления украинских войск. В город в этот день прибыли части легиона Украинских сечевых стрельцов (УСС) до 1000 бойцов, которые стали гвардией украинской власти. 4 ноября эти части начали штурм железнодорожного вокзала Львова.
Начальную Команду украинской армии — высшее руководство армией с 1–5 ноября 1918 года возглавлял Дмитрий Витовский. С приходом сечевиков у украинских войск появился новый командующий — комендант украинскими войсками Львова (5–9 ноября) полковник Грыць Коссак (командир УСС), с 9 ноября его сменил полковник Гнат Стефанив. На украинской стороне на львовских улицах воевал сын классика украинской литературы Ивана Франко — поручик Тарас Франко, на стороне поляков — полковник Владислав Сикорский — будущий генерал и премьер Польши. Интересно, что его двоюродный брат Лев Сикорский воевал в украинских войсках. Бои разделили многие семьи. Как в польской семье один из сыновей мог назвать себя «украинцем», так и в ополяченных украинских семьях сыновья могли встать в ряды польских повстанцев.
Второй этап битвы за Львов (5–20 ноября 1918 года) характерен стабилизацией линии фронта в самом городе Польские части, используя стратегическое преимущество серпом охватили центр Львова с юга, запада и севера, что было для украинских частей небезопасно, создавая угрозу флангам и опасность окружения. 5–11 ноября проходили бои за Цитадель, казармы Фердинанда, кадетскую школу, Иезуитский парк, почтамт. Новые переговоры между враждующими сторонами о перемирии ничего не давали, и каждая сторона считала, что Львов только ее. 12 ноября началось наступление украинцев по всему львовскому фронту.
Высшая исполнительная власть во Львове и Галичине оказалась в руках Украинского Временного государственного секретариата, созданного 9 ноября 1918 года во Львове. Главой Рады государственных секретарей стал Константин Левицкий. Вскоре (13 ноября 1918 года) была провозглашена государственность Западной Украины — Западно-Украинская Народная Республика (ЗУНР), которая считала своей территорией Восточную Галичину, Северную Буковину и Закарпатье. Президентом ЗУНР стал Евгений Петрушевич. Исполнительной властью ЗУНР стал Государственный секретариат, законодательной — Украинская Национальная Рада. Тогда же было объявлено об организации Украинской Галицкой армии.
9 ноября был создан Государственный секретариат военных дел (министерство), подчиненный непосредственно президенту ЗУНР. Вскоре были созданы военные округа: Львовский, Станиславский и Тернопольский, где занялись мобилизацией населения в УГА. В середине ноября была создана «Начальна команда УГА» — высший орган руководства армией. Во главе ее стоял «Начальный вождь» — с 9 ноября 1918 года — Г. Стефанив, с 10 декабря 1918 года — Омельянович-Павленко. Военным министром (секретарем) с 9 ноября 1918 года по 13 февраля 1919 года был полковник Дмитрий Витовский.
За участие в Первой мировой на стороне Антанты Румыния выторговала себе из австрийских владений Буковину как провинцию «великой Румынии». 13 октября 1918 года на межпартийной конференции в Черновцах украинские лидеры заявили о будущем присоединении края к Украине. 25 октября 1918 года в Черновцах был создан Украинский краевой комитет, который потребовал передачи ему власти в крае.
С середины октября 1918 года украинские делегаты требовали на Буковинском сейме передачи под власть будущей украинской власти всей территории Северной Буковины. Но румынские депутаты соглашались только на 4 уезда без центрального города северной Буковины — Черновцов. В начале ноября 1918 года самопровозглашенная румынская власть Буковины отошла и от этих «уступок», заявив, что власть Румынии распространяется на всю территорию Буковины. После получения известия о победе украинской революции во Львове украинские военные решили захватить власть и в Черновцах. 3 ноября 1918 года в Черновцах была провозглашена власть Украинской Национальной Рады. В тот же день Украинский комитет организовал в городе народное вече, которое огласило присоединение к ЗУНР и выступило против провозглашения Румынским национальным Советом Буковины румынской землей Рады. Но уже 11–12 ноября румынские войска были введены на территорию Северной Буковины и без серьезного сопротивления захватили этот край. В конце 1918 года было провозглашено, что Буковина навечно переходит в состав румынского королевства.
13 ноября польские отряды сумели разгромить левый фланг украинцев во Львове и выйти в тыл частям УГА. На следующий день фортуна отвернулась от поляков — украинцы сломили оборону поляков и захватили северную часть города. Это наступление велось отдельными украинскими частями неорганизованно, на свой страх и риск, при отсутствии резервов. Поляки на автомобилях направили несколько сотен бойцов в район прорыва и в конце дня смогли вернуть потерянный «северный» район. 15–16 ноября бои приняли позиционный характер.
16 ноября возобновились переговоры о временном перемирии, и 17 ноября было подписано двухдневное перемирие на львовском фронте. Украинские и польские лидеры использовали перемирие для накопления военной силы. Правительство Западно-Украинской республики обратилось к провинциальным комендантам с требованием немедленно прислать все имеющиеся военные части из провинции на львовский плацдарм. Но местные власти ЗУНР не смогли своевременно провести мобилизацию в крае, наладить работу военных структур, поднять провинцию на защиту Львова. Отдельные малочисленные отряды, прибывшие во Львов 17–20 ноября, не могли изменить стратегическую ситуацию.
Львовским полякам за дни перемирия удалось получить из-под Перемышля значительную помощь — 1400 легионеров, бронепоезд, 8 пушек, 11 пулеметов. Эти силы прибыли из Польши под началом подполковника Карашевича-Токаржевского, который был назначен командующим польскими войсками во Львове. К 21 ноября части поляков во Львове возросли до 5800 бойцов, причем у поляков в львовских войсках было в десять раз больше офицеров. 5 групп украинских войск во Львове насчитывали (к 21 ноября) 4600 воинов (из них только половина была из регулярных частей).
Третий этап битвы за Львов проходил 21–22 ноября 1918 года. 21 ноября в 6 часов утра началось общее наступление польских отрядов. Именно этот день можно считать непосредственным началом польско-украинской войны, когда против сформированной Галицкой армии выступила польская армия, присланная из Польши. Используя численное преимущество, поляки окружили центр Львова, находившийся еще в руках ЗУНР, пытаясь уничтожить украинские войска в котле.
Северная польская группа полковника Сикорского (400 бойцов) стремилась замкнуть кольцо окружения у Высокого Замка, Южная группа капитана Боруты-Спеховича (630 бойцов) должна была захватить гору Яцка и Лычаковское кладбище. Авиация, которую прислало польское правительство во Львов, бомбила расположения украинской артиллерии, создавая общую панику в рядах украинских войск.
Вечером 21 ноября, понимая всю бесполезность продолжения обороны, командование и руководство ЗУНР решили сдать город, чтобы сохранить ядро будущей армии и руководство республикой. В полночь на 22 ноября началась эвакуация всех структур ЗУНР и частей УГА. Армия сосредоточивалась в 30 километрах западнее, севернее и южнее Львова, создав осадные позиции. Эти позиции Галицкая армия будет удерживать всю зиму 1918/1919 года.
Утром 22 ноября польские войска легко опрокинули оставленные военные заслоны и ворвались в центр города. Польское командование было разочаровано, выпустив из капкана вражескую четырехтысячную армию и правительство ЗУНР. После победы поляков во Львове начался еврейский погром, около 70 евреев было убито и 500 ранено.