אולם בסתיו 1920 התהפך הגלגל. הצבא האדום ריכז כוח רב בדרום אוקראינה, הודות לסיום המערכה נגד פולין. בנוסף לכך הפיקוד העליון הסובייטי כרת ברית מחודשת עם הצבא השחור של נסטור מאכנו, שיחידותיו צורפו לכוח המחץ הסובייטי. כוחות הצבא האדום הוערכו כגדולות פי 20 מאלו של ורנגל. ב-7 בנובמבר 1920 החל המבצע לכיבוש חצי האי. לאחר 3 ימי לחימה קשים הצליחו כוחות הצבא האדום והשחור לפרוץ את קווי ההגנה של צבאו של וראנגל והוא החל לסגת לכיוון הנמלים סבסטופול ופאודוסיה.