К Киеву с разных сторон стремились антибольшевистские силы. С юго-востока, от Полтавы – деникинцы, с запада, от Житомира – петлюровцы, практически параллельно с ними шли галичане. 5-й кавкорпус генерала Юзефовича взял Конотоп и Бахмач, перерезав прямую связь Киева с Москвой по железной дороге, а с юга, громя оборону 12-й армии красных, шел 2-й армейский корпус генерала Бредова. 18 (31) августа в Киев вошли одновременно галичане из УГА (Украинской Галицкой армии), петлюровцы из УНА (Украинской Народной армии), белогвардейцы из Добрармии. Во избежание столкновений между ними была достигнута договоренность об оставлении в городе добровольческих частей, петлюровцы и галичане вышли за пределы Киева. К ноябрю 1919 года большая часть территории бывшей Российской империи в границах, которые затем были очерчены в период коммунистического правления для создания нового квазигосударственного образования – Украинской ССР, контролировалась ВСЮР и их союзниками.

Попав на Украину в разгар Гражданской войны, Сергей Денисов почти два года провел в самом пекле этой борьбы на разных участках фронтов, проходивших в это время по территориям Украинской и Российской республик. К сожалению, нет сведений о том, где именно он находился и какую должность занимал в период с конца июля по начало ноября 1919 года. Ясно одно, что Денисов был в действующей армии и сражался против белогвардейских войск либо петлюровцев в составе какого-нибудь боевого подразделения РККА. Известно только, что на пространстве от Харькова до Киева оборонялись части красных, относившиеся к 13-ой армии. Скорее всего, именно в этой армии находился тогда Сергей Денисов. Как раз в эти несколько указанных месяцев произошел коренной перелом в Гражданской войне. В середине октября 1919 года развернулось широкое наступление Красной армии на Южном фронте против войск Деникина. Соединения Белой армии, продвигавшиеся к Москве, были разгромлены.

Судя по следующей записи в послужном списке С. И. Денисова – «С ноября 1919 года политрук батальона 4-го полка на Юго-Западном фронте», молодому красному командиру опять была поручена политическая работа, причём на довольно высоком, батальонном уровне. В это время наступление войск РККА стало развиваться стремительно. Уже в конце ноября – начале декабря дивизии Красной армии на хвосте отступающего врага вошли с севера на территорию Украины. Трудно по одному номеру полка определить, в каком именно соединении в это время воевал Сергей Денисов. 12 декабря красными был взят Харьков, а 14 декабря – Киев. Белые войска разделились, одна группировка от Киева стала отступать в районы Новороссийской области по направлению к Одессе и в сторону Польши, а другая – от Харькова через Донбасс к Ростову-на-Дону и Кубани.

В связи с этим директивой Главкома Красной армии на базе Южного фронта с 10 января 1920 года был создан Юго-Западный фронт под командованием будущего маршала А. И. Егорова, который просуществовал почти весь 1920 год (из-за войны с Польшей). Красные армии неотступно преследовали пытающиеся оторваться от них группировки белогвардейцев. В состав Юго – Западного фронта первоначально входили 12-я, 13-я и 14-я армии, в какой-то из них, вероятнее всего в 13-й, и воевал политрук Денисов.

В январе – феврале 1920 года войска фронта успешно провели Одесскую операцию, начавшуюся со взятия Херсона 29 января, Николаева – 30 января. 6 февраля Красная армия вошла в Одессу и полностью её освободила 8 февраля, после чего стала продвигаться к западным границам Украины и к 1 марта вышла на линию Мозырь – Овруч – Коростень – Летичев – река Днестр, где наступление затормозилось. Не исключено, что Сергей, воспользовавшись подобным затишьем, получил разрешение на краткосрочный отпуск для поездки на родину, для свидания с родными и близкими, ведь они не виделись уже очень долгое время. Определённым подтверждением этого служит запись в «Метрической книге за 1899 год Никольской церкви села Оболенского, Тарусского уезда» о выдаче 9 апреля 1920 года выписки из этой книги о рождении и крещении Сергея Матюхина (в простонародье – метрики). Вероятно, такая метрика понадобилась ему для оформления каких-нибудь необходимых документов (не исключено, что для бракосочетания, которое, согласно упоминанию об этом в его письме супруге, произошло в августе 1920 года)