Двадцать пятого января 1918 года Котовский принял участие в боях в Одессе, когда большевики свергали власть Центральной рады. Как участник боев за установление советской власти в Одессе, Котовский был награжден значком Одесской Красной гвардии № 1443. После одесских боев Котовскому был вручен следующий мандат: «Котовскому Григорию Ивановичу, как испытанному и боевому товарищу, поручается организация боевых частей для освобождения Бессарабии от гнета мирового империализма».
Первой крупной боевой операцией, в которой участвовал отряд Котовского, стала атака на местечко Кицканы на правом берегу Днестра. 16 февраля отряд Котовского предпринял набег на румынские батареи, обстреливавшие Тирасполь из села Кицканы. «По полученным в Одессе сведениям, — сообщила 20 февраля газета „Одесская почта“, — партизанский отряд, организованный Григорием Котовским, сильно тревожит румын. Котовский, пользуясь своим прекрасным знакомством с топографией Бессарабии, где он родился и жил, часто заходит к румынам в тыл, совершает на них время от времени набеги и всегда с той стороны, откуда его меньше всего ожидают».
Трудно сказать, что в этой статье правда, а что придумано самим Котовским. Дело в том, что 17 февраля между Румчеродом и румынскими властями начались переговоры и боевые действия были временно прекращены.
Как раз 17 февраля Котовскому поручили передать румынам ультиматум на бендерском железнодорожном мосту. Румчерод требовал очистить Бессарабию от румынских войск, вернуть захваченное военное имущество и выдать генерала Щербачева и других русских офицеров. Естественно, ультиматум был отвергнут, а переговоры затягивались. В конце февраля, когда румынские войска заняли переправу у Дубоссар, туда была переброшена пешая часть отряда Котовского под командованием И. П. Годунова, который остановил румынское наступление.
В конце февраля румынские войска в районе Рыбницы потерпели поражение от 1-й революционной армии, которой командовал М. А. Муравьев, бывший подполковник царской армии и левый эсер. 18 февраля Муравьев подчинил своему трехтысячному отряду пятитысячную Одесскую особую армию Румчерода. В тот же день он телеграфировал Ленину: «Положение чрезвычайно серьезное. Войска бывшего фронта дезорганизованы, в действительности фронта нет, остались только штабы, место нахождения которых не выяснено. Надежда только на подкрепления извне. Одесский пролетариат дезорганизован и политически неграмотный. Не обращая внимания на то, что враг приближается к Одессе, они не думают волноваться. Отношение к делу очень холодное — специфически одесское». 20 февраля Муравьев начал наступление против румынских войск, захвативших несколько плацдармов на левобережье Днестра. В районе Бендер у румын были захвачены три орудия. Ко 2 марту румынские войска потерпели поражение в районе Рыбница — Слободски и оставили попытки удержать плацдармы на Левобережье, потеряв в общей сложности до 15 орудий и до 500 пленными. Муравьев предлагал продолжить наступление за Днестр в направлении Кишинева и Ясс, а на юге — к Измаилу.
Однако начавшееся 18 февраля вторжение на Украину австро-германских войск, призванных правительством Центральной рады, вынудило советские войска отступить с левого берега Днестра. Румыны, готовые еще 8 марта подписать договор об отводе своих войск из Бессарабии в течение двух месяцев, уже 9 марта возобновили наступление и заняли Аккерман и Шабо.
В марте отряд Котовского, который находился в Дубоссарах, был отрезан от других отступающих частей, но ему удалось с боем прорваться через Раздельную на Березовку и присоединиться к Тираспольскому отряду. В Вознесенске этот отряд был переформирован. Котовский возглавил конницу отряда (главным образом из бывших 5-го и 6-го Заамурских полков) и бронеотряд и двинулся походным порядком на Кривой Рог — Екатеринослав. Действовавший теперь отдельно от отряда Котовского пеший отряд под командованием И. П. Годунова был разбит в арьергардных боях в районе станций Корсавка — Пятихатка, а сам Годунов погиб. Также и конный отряд Котовского почти полностью рассеялся на пути к Екатеринославу, и здесь Котовский стал работать в штабе Тираспольского отряда. По некоторым данным, в Екатеринославе под началом Котовского осталось всего 25–30 человек. В апреле на пути к Луганску Котовский заболел «испанкой» и получил отпуск для лечения. Это его спасло. Основные силы Тираспольского отряда, переименованного во 2-ю революционную (или социалистическую) армию Южного фронта, отступили в Донскую область, где были частично уничтожены восставшими казаками, а захваченные в плен переданы немцам (это хорошо описано в романе Михаила Шолохова «Тихий Дон»). Погибли командующий Тираспольским отрядом, бывший штабс-капитан царской армии Е. М. Венедиктов, его адъютант И. Я. Авасапов и председатель ревтрибунала М. Л. Меерсон.
В послужном списке, который Котовский в 1920 году продиктовал начальнику штаба своей бригады Константину Фомичу Юцевичу, утверждалось: «Был захвачен в плен конным отрядом Дроздова в Мариуполе во время отступления Тираспольского отряда на Дон. 1918, апреля, 6 числа». Однако этот факт опровергается документом — выданным 7 апреля 1918 года удостоверением № 1250, где говорилось: «Предъявителю сего — члену штаба (Тираспольского. — Б. С.) отряда т. Григорию Котовскому разрешается 10-дневный отпуск для лечения, что подписью и печатью удостоверяется. Начальник штаба. Старший адъютант». Получается, что на следующий день после 6 апреля Котовский все еще пребывал в своем отряде и ни в какой плен к полковнику М. Г. Дроздовскому (очевидно, он имеется в виду под фамилией Дроздов) не попадал. Тут не помогает даже оговорка, что Котовский мог датировать свое пленение по старому стилю, тогда по новому стилю это — 19 апреля. Но отряд М. Г. Дроздовского, направлявшийся с Румынского фронта на Дон, прибыл в Мариуполь только 27 апреля 1918 года. Очевидно, Григорию Ивановичу просто захотелось присочинить для своей биографии еще один подвиг — побег из белого плена, как потом в автобиографии он описал в героическом духе свой побег с сибирской каторги, безжалостно убив (к счастью, только на бумаге) двух стражников. В тот момент он заболел тифом, но после окончания отпуска в свой отряд не вернулся, а подался в Одессу. Чтобы как-то оправдать свое дезертирство, Котовский и придумал историю о том, как он оказался в плену у белых. Дескать, пробираться в тот момент к фронту, сквозь боевые порядки белых, было бы самоубийством.
Вот как события конца 1917-го — начала 1918 года описывались в феврале 1924 года в письме Котовского и других деятелей революционного движения с просьбой о создании Молдавской Республики: «После февральской революции в 1917 году, когда старое буржуазное государство переживало свои предсмертные судороги, в Заднестровской провинции, в Бессарабии, присоединенной к России в 1812 году, возникла мелкобуржуазная краевая организация, которая создала потом свое собственное правительство, т. н. „Сфатул Цэрий“. Это правительство, под влиянием политической конъюнктуры того времени старалось добыть автономию этой молдавской области. В состав правительства вошли мелкобуржуазные, а также явно буржуазно-националистические и шовинистически настроенные элементы: Чугуряну, Ерхан, Инкулец и др. (правые эсеры).
Румынское правительство не играло последней роли в этих событиях, и потом, когда русская армия в Румынии окончательно разложилась и русские солдаты начали стихийно возвращаться домой, правительство „Сфатул Цэрий“ обратилось за помощью к Украинской Раде и Румынии.
Правительство последней откликнулось и 5/1–18 года при одобрении Антантовских и особенно французских дипломатов, две румынские дивизии вторглись в пределы Бессарабии и, под предлогом обеспечения источников снабжения для армии, заняли ее. Советская Россия, тогда занятая Брест-Литовском, мало могла уделить внимания и сил этим событиям. Все же Советское правительство делало все, что могло, и в результате своих усилий, 9/3–18 г. в Одессе был подписан бывшим премьером Румынии генералом Авереску и тов. Раковским договор, по которому Румыния обязывалась очистить в 2-месячный срок Бессарабию от своих войск. Однако быстрое развитие событий и особенно вторжение немцев на Украину помешало Советскому правительству настаивать на своевременном исполнении этого договора, и последний остался только на бумаге. Подлинник этого договора ныне увезен в Румынию бывшим членом автономной верховной Русско-Румынской коллегии по русско-румынским делам [Михаилом] Брашеваном.