Захват силами 8-й советской конной дивизии городка Стрый (19 августа 1920 г.) роковым образом повлиял на настроения армии Петлюры. В те августовские дни Красная Армия штурмовала Львов, а под Варшавой разгорелись самые ожесточенные бои этой войны. Еще не было никаких известий о разгроме Красной Армии и можно было только гадать, устоит ли Варшава. В то же время Петлюра начал консультации о переходе, в случае разгрома польской армии, своих частей в Румынию. Не дожидаясь разрешения событий, галичане из Херсонской дивизии тайно покинули Петлюру и ушли карпатскими перевалами в Чехословакию. Неудачи на фронте усилили дезертирство в армии, которая за август сократилась с 8 до 6 тысяч бойцов.

18 июля 1920 года правительство Вячеслава Прокоповича переезжает в маленькое польское местечко Тарнов, что около Кракова. Польские власти предоставили в Тарнове гостиницу «Бристоль» для «государственного центра» УНР и выдали некоторые субсидии на его содержание. Сам Петлюра, как Главный атаман, предпочел оставаться с армией на украинских землях. Эшелон командования состоял из четырех вагонов Директории и ее канцелярии, пяти вагонов Генерального штаба и командующего Омельяновича-Павленко.

После того как министры «без государства», которые уже ничего не решали, ограничились территорией одного отеля в захолустном Тарнове, в их среде начались постоянные конфликты. Угрозы отставкой стали ежедневными проявлениями внутреннего кризиса. Чтобы как-то занять своих министров в Тарнове, Петлюра решает создать Комиссию по выработке конституции УНР и условий созыва парламента.

Поражение польской армии на фронте усиливало недовольство поляками как со стороны министров, так и со стороны руководства петлюровскими частями. Поляки не напрасно переживали по поводу втягивания петлюровцами в борьбу «галицких элементов». Уже в июле 1920-го фиксируется перемена позиции Петлюры относительно галичан. Если поначалу он запрещал проводить всякую агитацию в пользу единства Центральной Украины и Галичины, то, когда армия УНР оказалась в Галичине и Покутье, а поляки терпели поражение за поражением, всех поразили смелые и неожиданные заявления Петлюры: «Польша должна дать возможность Галичине присоединиться к Украине», «Галичина должна войти в Украину без сохранения своей автономии». В своем письме Пилсудскому Петлюра предлагал польскому «вождю»: «уступить в галицком вопросе», «разрешить галичанам служить в петлюровской армии», «освободить арестованных офицеров Галицкой армии». Петлюра также требовал перевести 6-ю украинскую дивизию из Замостья на юг, к основным силам армии УНР.

Петлюра стал более активным в отношениях с Пилсудским уже после того, как в конце июля 1920-го до него дошла информация о тайных мирных переговорах поляков с Лениным. Узнав об этом, Петлюра отсылает возмущенную телеграмму «другу» Пилсудскому, заявив, что на основании этой информации он решил самостоятельно обратиться к Ленину с предложением начать мирные переговоры УНР—РСФСР. Но нарком иностранных дел РСФСР Чичерин наотрез отказался допустить до переговоров делегацию от УНР, посчитав эту республику непризнанной.

В начале августа надежды на Польшу и Францию развеялись. Франция поддержала генерала Врангеля, признав его «правителем юга России», Польша находилась на грани капитуляции... Петлюре вновь требовалось пересмотреть свою внешнюю политику. С представителями Врангеля он вел длительные переговоры, добившись только размежевания театров военных действий. Врангелю в качестве «военного театра» досталась Левобережная Украина, Пилсудскому и Петлюре — Правобережье. В то же время Петлюра был против подписания широкомасштабного политического договора с Врангелем и предпочел тактику затягивания переговоров. Петлюра считал, что союз с Врангелем, как «наследником Деникина и генералом», оттолкнет украинское население, к тому же Петлюра скептично смотрел на возможность признания Врангелем государственной независимости Украины.

Во второй половине августа 1920 года случилось «чудо на Висле» — как поляки назвали свою ошеломляющую победу над Красной армией у стен Варшавы, на Висле. Практически все армии «красных», рвущиеся к Варшаве (65 тысяч бойцов), были наголову разбиты, а части 4-й и 15-й советских армий, боясь польского плена, бежали на территорию Германии.

12 сентября началось новое общее наступление польских войск на Украину. Снова разгромив 12-ю и 14-ю «красные» армии, польские войска заняли Западную Волынь и вышли на линию по реке Горынь.

В первой половине сентября Пилсудский приезжает в Станислав (Ивано-Франковск) на встречу с Петлюрой. Петлюра готов был услышать благодарность от «вождя» Польши за помощь в критические для Польши минуты. Однако встреча с Пилсудским принесла разочарование. Пилсудский поведал, что польский сейм, политические силы, польская общественность уже выступают против нового похода на Киев и против продолжения войны. Петлюре самостоятельно придется прорываться на «Великую Украину». Но при этом Пилсудский заверил Петлюру в том, что Польша будет продолжать снабжать армию УНР всем необходимым.

Пилсудский, однако, оговорился, что если армия Петлюры сможет самостоятельно разбить «красных» на Подолье, взять Винницу, Жмеринку, Вапнярку и если петлюровцев поддержит мощное повстанческое движение на Украине, то в таком случае Пилсудский сможет уговорить сейм поддержать Петлюру силой польской армии.

16 сентября армия Петлюры перешла Днестр, захватив Чертков, а уже через неделю — переправилась через Збруч и с боем заняла Каменец-Подольский и Проскуров. В первые дни наступления на Подолье «красные» были ошеломлены внезапным изменением ситуации и только отступали к Жмеринке и Вапнярке. Но в начале октября сильные контрудары Красной Армии остановили наступление Петлюры. К тому же польская армия, дойдя до линии Звягель—Староконстантинов, остановила свое движение, начав подготовку к сепаратным переговорам.

К 3 октября петлюровцы пробились к Новой Ушице, однако дальше их ждала мощная стена «красной» обороны. 12 октября Петлюра приказал своей армии перейти в общее наступление на Вапнярку и Жмеринку. Одновременно Петлюра издает приказ о начале всеобщего восстания на Украине. Все Правобережье Украины делилось на 10 повстанческих районов, в каждом из которых руководил атаман, назначенный Петлюрой. Петлюра призывал повстанцев нападать на отряды Красной Армии, проводить глубокую разведку, террор и диверсии, уничтожая «комиссаров, чекистов, агитаторов», разрушая железные дороги и мосты. Но ставка на всеобщее восстание как всегда не оправдалась. К тому же Левобережье Украины было под сильным влиянием Махно, а батька в октябре 1920-го пошел на союз с Красной Армией, стремясь изгнать со «своей» территории войска Врангеля. И несмотря на то что Петлюра предлагал «атаманам» за каждый отряд (если в нем насчитывалось не менее 4 тысяч бойцов) «премию» в 500 тысяч рублей «в валюте», «октябрьское восстание» не оправдало надежд Петлюры.

17 октября положение на фронте еще кажется Петлюре обнадеживающим. Поляки успешно наступали на Мозырь и Коростень, петлюровцы — на Вапнярку. Но вечером 18 октября весть о неожиданном перемирии поляков с Советами рушит все его надежды и планы. Следуя указаниям Пилсудского, Петлюра приказал прекратить бои на своем участке общего фронта. Перемирие истекало через двадцать дней.