В начале февраля 1920 года НРА вошла в состав Красной Армии, где Котельников был назначен командиром роты в 54-м Сибирском стрелковом полку, вскоре повышен до командира батальона. С апреля 1920 года командовал батальоном 15-го стрелкового полка, в августе 1920 года стал командиром полка. С июня 1921 года временно командовал 4-й стрелковой бригадой, в июле назначен командиром 15-го Амурского стрелкового полка. В связи с многочисленными реорганизациями красных войск и войск Дальневосточной республики в июле 1921 года стал командиром 6-го Амурского стрелкового полка (в который был переформирован 15-й Амурский полк), а с сентября 1921 года — командир 1-го стрелкового полка 1-й Читинской стрелковой бригады. В октябре 1922 года несколько полков были опять объединены, и Котельников стал помощником командира и временно исполняющим должность командира 5-го Амурского стрелкового полка 2-й Приамурской стрелковой дивизии. В 1920-1922 годах воевал против войск атамана Г. М. Семенова, против войск японских интервентов в Забайкалье, против войск генерала М. К. Дитерихса. Участвовал в Спасской и в Волочаевской операциях, в походе против экспедиционных войск генерала Меркулова, во взятии красными войсками Владивостока. В бою на реке Уссури был ранен. За отличия в боях Гражданской войны в Сибири и на Дальнем Востоке награждён двумя орденами Красного Знамени.