Последний день штурма «Арсенала» стоил петлюровцам и арсенальцам до 70 человек убитыми и около 80 ранеными. Восстание породило у жителей Киева неуверенность и разочарованность во власти Центральной Рады, обескровило и обессилило части УНР, подготовило почву для штурма Киева воинством Муравьева.
Следующий день прошел в борьбе с остатками восставших в районе вокзала, железнодорожных мастерских, Галицкой площади, Ботанического сада, где еще укрывалось до 200 восставших с двумя орудиями. Против железнодорожников-инсургентов снова был брошен Гайдамацкий кош Слободской Украины в 280 бойцов, имевших два орудия и два броневика. Петлюра повел часть наступавших на Галицкую площадь, а атаман Волох старался выбить восставших из окопов в Ботаническом саду. Уже в десять утра колонны Петлюры и Волоха сломали оборону противника и на его плечах прорвались к вокзалу. Однако огонь бронепоезда восставших заставил петлюровцев на время остановить наступление, к тому же большевики подбили один из броневиков. Только к 14 часам вокзал был взят…
Вечером 22 января часть восставших большевиков, узнав о падении «Арсенала» и видя бесперспективность дальнейшего сопротивления, разошлась по домам, и на позициях у железнодорожных мастерских осталось только человек сорок. Гайдамаки арестовали большевика, который согласился вывести их в тыл восставших. При внезапном появлении гайдамаков с тыла оборонявшиеся разбежались, а 17 человек оказались в плену. Не ставя в известность Петлюру, гайдамаки расстреляли всех пленных на Бибиковском бульваре, так и не доведя их до штаба. Этим расстрелом закончилось восстание в Киеве. В ходе боев против восставших украинские войска понесли большие потери — треть своих сил. Более 300 бойцов было убито и более 600 ранено, 2 броневика уничтожено. Около 400 убитых, 50 расстрелянных и 700 раненых было в стане восставших. Городские бои такого ожесточения больше никогда не повторятся в Украине. Взаимная ненависть, захлестнувшая улицы, грозила крахом огромному городу. Но к рассвету 23 января Киев затих, оплакивая жертвы и готовясь к новым жутким испытаниям…
22 января члены Центральной Рады утвердили судьбоносные решения: «о праве подписания сепаратного мира с германцами в Бресте» и «о созыве Украинского Учредительного собрания 2 февраля 1918 года». В этот же день красные армии Муравьева, в количестве 7 тысяч солдат, при 25 пушках, 2 бронепоездах и 3 броневиках, оказались на околицах Киева. За этот день они захватили Дарницу, Труханов остров, Слободку перед мостом через Днепр. Амбициозный главком Муравьев отдал своим войскам приказ — штурмовать город с ходу, «беспощадно уничтожить в Киеве всех офицеров и юнкеров, гайдамаков, монархистов и всех врагов революции». Тяжелая артиллерия, развернутая на Слободке, начала систематически обстреливать центр города.
К 23 января 1918 года власть Центральной Рады распространялась только на Киевщину, на отдельные уезды Волынской и Подольской губерний. Наступавшим красным в Киеве могли противостоять только 1600–1700 бойцов девяти республиканских украинских соединений при 17 пушках. Население Киева в начале 1918 года состояло из 450 тысяч жителей, однако большинство людей и тысячи офицеров-киевлян отстраненно и обреченно взирали на события, передав свое будущее в руки нескольких тысяч сражающихся.
Муравьев разработал план, по которому 1-я армия Егорова должна была ворваться в Киев через Цепной мост, а 2-я армия Берзина — через мост Железнодорожный. На одиннадцать утра 23 января был дан приказ общего штурма города. Однако атака на центральный Цепной мост захлебнулась в пулеметном огне… В бою за отдаленный от центра города Железнодорожный мост удача оказалась на стороне большевиков… Бронепоезд матроса Полупанова прорвался через мост на правый берег Днепра, однако наступление армия Егорова тогда не развернула и окопалась на позициях у моста.
Главком Муравьев был неудовлетворен первым боем, хотя и разослал победную телеграмму «Всем! Всем! Всем!», в которой сообщал о взятии Киева 23 января и о освобождении «…заключенных в крепости киевских рабочих числом 500 человек…» (такого подвига он еще не совершил, а сотня заключенных все еще сидела под замком в Лавре! — Авт.).
24 января началось с общего штурма Киева, с трех сторон, войсками Муравьева. Еще ночью, часа в два, красные осуществили хитрый обходный маневр. По тонкому речному льду на правый берег Днепра перешла единственная советская конная часть — полк красных казаков Виталия Примакова в 198 сабель. Этот полк переправился на севере от Киева, у Вышгорода, и должен был к полудню того же дня ворваться в Киев и захватить стратегический район Подола.
В десять утра красная кавалерия, не встречая нигде сопротивления республиканских войск, неожиданно ворвалась на Подол. На Подоле, кроме батальона Второй юнкерской школы у Центральной Рады, не было никаких сил. Хотя в юнкерской школе тогда находилось всего 110 юнкеров — черных гайдамаков, им удалось отбить три атаки красной конницы. На помощь Примакову пришли украинские солдаты с нейтрального полка, которые уговорили юнкеров оставить Подол, угрожая в противном случае, соединившись с большевиками, вместе напасть на юнкерскую школу. «Черные гайдамаки» были вынуждены отступить на Крещатик, к Купеческому собранию, где находились основные силы защитников города. За день боев Примаков захватил весь Подол, Куреневку и железнодорожную станцию Пост-Волынский.
Некоторые успехи были у армии Егорова, которая 24 января прорвалась через днепровский железнодорожный мост в киевские предместья. Эти войска за день боев захватили только станцию Киев-Товарный-2. Солдаты старой армии, составлявшие костяк армии Егорова, не желали серьезно воевать и предпочитали при вступлении в Киев просто разбегаться, теряться в сложных лабиринтах киевских улиц (так разбежался 11-й Сибирский полк). Большие успехи в этот день выпали на долю главной колонны наступавших — колонну Берзина. В полдень, после нескольких часов артиллерийской подготовки, на штурм Цепного моста пошли красногвардейцы 2-й армии, пустив впереди Себя броневик. Но броневик был подбит, а первая атака красных захлебнулась в крови… Однако с тыла красным пришла неожиданная помощь… В Печерской лавре, еще с дней киевского восстания, укрывалось несколько десятков восставших рабочих. Узнав о штурме Цепного моста, который находился недалеко от Лавры, восставшие поставили пулемет на высоченную лаврскую колокольню и начали палить из него в спину республиканских солдат.
В тот же день, после двух часов пополудни, к мосту стали приближаться части, высланные на помощь Берзину, из армии Егорова. В таких условиях республиканцы посчитали, что находятся в полном окружении врага, и начали постепенно отходить парковыми днепровскими кручами к стенам Николаевского собора, к «Арсеналу» и дальше, «на отдых» в Политехнический институт. В важнейшем стратегическом районе «Арсенала», прикрывавшем центр города, вечером 24 января окопалось только 200 солдат УНР.
Отряд армии Егорова после 10 часов боя был крайне переутомлен и не решился продолжать наступление в ранних январских сумерках, не зная о том, что армии противостоит только 200 республиканцев. Красные Егорова в этот день ограничились только подтягиванием сил, до 800 штыков, в район «Арсенала». Свежая армия Берзина, беспрепятственно пройдя Цепной мост в 16–19 часов, после отхода республиканцев решилась на неожиданное ночное наступление. В 11 часов вечера Балтийский матросский отряд в 500 штыков пробрался через заросли крутых приднепровских склонов прямо в тыл украинским частям у «Арсенала». Неожиданная штыковая атака матросов сбила республиканскую оборону, и украинский полк имени Дорошенко был вынужден отступить метров на 500 севернее, к Мариинскому дворцу, находящемуся в 400 метрах от Крещатика.
Совет министров УНР, опасаясь внезапного пленения, решил заседать не в здании Центральной Рады, а в здании Военного министерства, которое еще охраняло несколько десятков офицеров. Премьер Голубович считал, что ценой любых жертв необходимо было удержаться в Киеве еще несколько дней, до тех пор, пока в Брест-Литовске не будет подписан мирный договор с «немцем». Подписывать мир в условиях потери столицы было бы не только позорно… это могло бы привести к повышению аппетитов немцев при виде такого слабого союзника, потерявшего даже свою столицу. Так что «киевская оборона» стала частью международной политики и политического торга…