После свержения самодержавия в России и провозглашения Украинской Народной Республики, Палиенко перешёл на службу в Армию УНР. Служил сначала в артиллерийском дивизионе Алексея Алмазова, а затем в Днепровской артиллерийской бригаде войск Директории, в составе которой сражался против польских войск на Галицийском фронте, а с апреля 1919 года — против большевиков. 29 декабря 1919 года произведён в сотники, но из-за брюшного тифа не сражался в первые месяцы 1920 года. Продолжил дальше службу в 1-й Запорожской артиллерийской бригаде Армии УНР. В конце 1920 года был интернирован поляками. В 1922 году освобождён из лагерей для интернированных в Калише и уехал в Чехословакию.