12 июня командующий войсками Тамбовской губернии Тухачевский отдал приказ о формировании новой, так называемой «Особой сводной группы», во главе которой был опять поставлен И. П. Уборевич. В ее состав вошли кавалерийские бригады Котовского и Милонова, которого в самом начале операции сменил М. П. Ковалев, и три автобронеотряда. На этот раз надо было уничтожить сосредоточенные в районе Каменки четыре полка 1-й повстанческой армии (1-й Каменский, 5-й Пановский, 7-й Тамбовский и 20-й Особый), а также находившиеся по соседству с ними два уцелевших полка 2-й армии (9-й Семеновский и 16-й Золотовский).
К вечеру 12 июня обе кавбригады красных вышли на исходные позиции. В районе Никольское-Ржакса сосредоточилась бригада Ковалева, а к Уварово выдвинулась бригада Котовского.
Весь этот вечер Григорий Иванович провел в уваровском клубе, где сначала смотрел спектакль местного драмкружка, а потом лихо отплясывал «барыню». Тем самым он дезориентировал агентуру антоновцев и обеспечивал внезапность нападения. На рассвете 13 июня его заместитель и по совместительству командир 2-го кавполка бригады Криворучко не менее лихо осуществил внезапный налет на «родовое гнездо» 9-го Семеновского полка антоновцев – село Семеновку, где изрубил до сотни мятежников и захватил два пулемета. Остатки Семеновского полка бежали на север.
В отличие от кавбригад, автобронеотряды сильно задержались и прибыли в назначенный им пункт сбора – железнодорожную станцию Сампур – лишь к вечеру 14 июня. А к ночи кольцо советских войск плотно сомкнулось вокруг Каменского района. С севера и юга выходы из него блокировали шесть полков 10-й стрелковой дивизии Ф. П. Кауфельдта. С востока на Каменку нацелились кавбригады Котовского и Ковалева, а с запада – три автобронеотряда.
На рассвете 15 июня красные решительно атаковали район Каменки. Но, как это не раз случалось в истории антоновщины, повстанцев там не оказалось. Лишь к 10 часам утра удалось выяснить, что противник в составе четырех полков под общим командованием некоего Константина Васильевича Машкова еще в ночь на 14 июня скрытно ушел на юг, в Борисоглебский уезд. Здесь был виноват Котовский, которому Тухачевский поручил наблюдение за всеми передвижениями повстанцев.
30 июня началась операция советских войск по разгрому повстанческой группы П. Е. Аверьянова. На рассвете 1 июля основной удар наносили кавбригада Котовского и отряд 7-х Борисоглебских кавалерийских курсов. Но отряд борисоглебских курсантов в 123 сабли при четырех пулеметах на подходе к деревне Федоровка-Мордва попал в засаду.
Антоновские агенты узнали время выступления и маршрут движения отряда курсантов. Аверьянов стянул к месту засады три полка и несколько мелких повстанческих отрядов. Руководил операцией заместитель, командир 14-го Нару-Тамбовского полка Иван Сергеевич Матюхин, который хорошо знал местность. Важная роль отводилась также командиру 16-го Золотовского полка Максиму Архиповичу Назарову, уроженцу деревни Федоровка-Мордва.
Назаров во главе своего полка, экипированного в новенькое кожаное обмундирование, встретил у Федоровки-Мордвы борисоглебских курсантов, которые сначала приняли антоновцев за своих. Тем временем другие отряды из группы Аверьянова, по балкам и оврагам зашли в тыл к курсантам и атаковали их.
Прекрасно обученные курсанты (7-е Борисоглебские кавкурсы считались лучшим в Красной армии) сражались мужественно, но им грозило полное истребление. Их спас 2-й кавполк бригады Котовского, обративший ант оновцев в бегство. Треть борисоглебских курсантов была убита, а почти все уцелевшие были ранены. Группа Аверьянова потеряла убитыми более 200 человек. Кроме того, кавполк котовцев настиг и изрубил у Золотовки еще около сотни повстанцев из 16-го Золотовского полка. 7 июля бригада Котовского захватила аверьяновцев врасплох в 15 км юго-восточнее станции Сампур и почти полностью их уничтожила.
Летом 1921 года антоновцы потерпели поражение. В начале июля руководством восстания был издан приказ, согласно которому боевым отрядам предлагалось разделиться на группы, скрыться в лесах и перейти к партизанским действиям или разойтись по домам.
20 июля Котовский провел свою знаменитую военно-чекистскую операцию по уничтожению отряда Матюхина, попытавшегося собрать вокруг себя остатки нескольких разбитых повстанческих полков. Этот день официально считается днем окончательного разгрома антоновщины, поскольку более или менее регулярных отрядов антоновцев, пытавшихся противостоять красным в открытом бою, после этого уже не осталось. 20 июля 1921 года Полномочная комиссия ВЦИК, знаменуя победу над антоновщиной, известила войска и население Тамбовской губернии, что «окончательный развал эсеро-бандитизма и полное содействие в борьбе с ним со стороны крестьян позволяет Полномочной комиссии ВЦИК приостановить применение исключительных мер приказа № 171, направленных против упорствующих бандитов».