11—12 (24—25 по новому календарю) декабря 1917 года в Харькове состоялся 1-й Всеукраинский съезд Советов, который провозгласил Украинскую Народную Республику Украинской Народной Республикой Советов (первоначальное официальное наименование — Украинская Народная Республика Советов рабочих, крестьянских, солдатских и казачьих депутатов), установил федеративные связи Украины «советской» с Советской Россией, избрал большевистский Временный Центральный Исполнительный Комитет Советов Украины, который, в свою очередь принял на себя всю полноту власти на Украине и утвердил состав своего исполнительного органа — Народного секретариата, ставшего первым правительством Советской Украины. 19 декабря 1917 (1 января 1918) года Совет народных комиссаров РСФСР признал Народный секретариат УНРC единственным законным правительством Украины.
В декабре 1917 — феврале 1918 гг. на территории Украины также были провозглашены Донецко-Криворожская советская республика и Одесская Советская Республика. 17—19 апреля 1918 на Втором съезде Советов все советские республики объединились в Украинскую Советскую Республику со столицей в Харькове и революционным правительством — Народным секретариатом. Украинская Советская Республика входила в состав Российской Советской Республики, которая провозглашалась как федерация Советских национальных республик. Однако уже к апрелю 1918 года под давлением австро-германских оккупационных войск, вошедших на Украину по соглашению с Центральной радой, украинские советские войска были вынуждены покинуть территорию Украины, и Украинская Советская Республика фактически прекратила существование.
После поражения Центральных держав в Первой мировой войне, весной 1919 года, благодаря поддержке вооруженными силами Советской России, советская власть снова вернулась на территорию Украинской Народной Республики. Украинская Социалистическая Советская Республика была провозглашена как независимая республика 10 марта 1919 на III Всеукраинском съезде советов, прошедшем 6—10 марта 1919 года в Харькове, ставшем столицей УССР; тогда же была принята первая Конституция УССР.
На протяжении 1919—1920 годов территория Украины продолжала оставаться ареной столкновений большевистских, украинских, белогвардейских, польских и прочих военных формирований. К концу 1920 года, благодаря активной поддержке Советской России и ее вооруженных сил, советская власть вернулась в третий раз и установилась на большей части территории Украинской Народной Республики.
В течение непродолжительного времени под контролем советского правительства Украины фактически были также провозглашённые самостоятельными автономиями Бессарабская Советская Социалистическая Республика (май—сентябрь 1919) и Галицийская Советская Социалистическая Республика (июль—сентябрь 1920). Однако вскоре (по Рижскому договору 1921 года) эти территории оказались вне УССР.
В июне 1919 года Украинская ССР подписала договор с Российской СФСР об установлении военного и хозяйственного союза. Согласно этому договору летом 1919 года была ликвидирована Украинская советская армия, а в декабре 1920 года произошло «объединение» (фактически — ликвидация украинских) народных комиссариатов УССР и РСФСР: военных и морских дел, внешней торговли, финансов, труда, путей сообщения, почт и телеграфа, советов народного хозяйства.
В декабре 1920 года Управление Южного фронта РККА было переформировано в Управление командующего Вооружёнными Силами Украины и Крыма (приказ РВСР № 2660/532 от 3 декабря 1920 года). Войска Южного фронта и Юго-Западного фронта включались в состав войск Киевского и Харьковского военных округов Вооружённых Сил Украины и Крыма. Вооружённые Силы Украины и Крыма стали территориальным объединением войск Киевского и Харьковского военных округов, Внутренней службы Украины, а также Морских сил Азовского и Чёрного морей.
29 декабря 1922 года Украинская ССР подписала Договор об образовании СССР, который послужил началом создания на территории бывшей Российской империи единого союзного государства — СССР.
30 января 1937 года в связи с принятием новой Конституции УССР переименована в Украинскую Советскую Социалистическую Республику.
Столица УССР с 1919 по 1934 год находилась в Харькове, после чего была перенесена в Киев.