В июле 1918 года во время подавления левоэсеровского восстания в Москве Затонский являлся комиссаром ударного отряда. Летом-осенью 1918 года — член Всеукраинского центрального военно-революционного комитета. С ноября 1918 года по январь 1919 года входил в состав Временного рабоче-крестьянского правительства Украины.