Προς το τέλος του Ρωσικού Εμφυλίου Πολέμου, ο Αντόνοφ-Οβσέγενκο ήταν υπεύθυνος του Κυβερνείου του Ταμπόφ, καταστέλλοντας βίαια την Εξέγερση του Ταμπόφ το 1920-1921, μαζί με τον Μιχαήλ Τουχατσέφσκι, με τη χρήση χημικών όπλων.