Гражданская война 1917-1922 годов на территории Воронежской губернии проходила в 1918-1920 годах. На границах Воронежской губернии существовал один из основных антибольшевистских центров - Область войска Донского.

Разрозненные отряды белых казаков с ноября 1917 года вторгались на территорию Воронежской губернии. В декабре 1917 года Воронежская губерния объявлена на военном положении. В марте 1918 года началось наступление немецких войск под командованием фельдмаршала Эйхгорна. Немцы заняли ряд населённых пунктов южных уездов Воронежской губернии.

С 28.05.1918 года в связи с перемирием были прекращены военные действия на участке фронта от села Марковка до города Богучар. В июне по соглашению советского, украинского и германского командования установлена демаркационная линия, определявшая оккупационную и нейтральную зону. В июне 1918 года германские войска покинули территорию Воронежской губернии. Одновременно началось наступление армии генерала П.Н. Краснова.

В августе 1918 года были захвачены города Богучар, Павловск, Бобров, слобода Калач, в ноябре - станция Лиски, в декабре - Борисоглебск Тамбовской губернии. Армия П.Н. Краснова предпринимала попытки захвата Воронежа. В конце декабря 1918 года - начале января 1919 года началось наступление советских войск, и белые части из Воронежской губернии были вытеснены. Возобновление боевых действий произошло в июне 1919 года с вторжением Добровольческой армии.

10.08.1919 года 4-й Донской конный корпус генерала-лейтенанта К.К Мамонтова (6 000 сабель, 3 000 штыков, 12 орудий, 7 бронепоездов, 3 броневика) прорвал фронт советских войск на слабо прикрытом стыке 8-й и 9-й армий (район Новохопёрска) и начал продвижение в тыл советских войск. 18.08.1919 года белоказаки захватили город Тамбов, 22.08.1919 года город Козлов. 11.09.1919 года советские части ворвались в Воронеж, и на следующий день выбили белоказаков из Воронежа, нанеся им тяжелый урон. 18-19 сентября остатки корпуса Мамонтова сумели прорваться через фронт окружения (между Старым Осколом и Коротояком) и соединиться с конным корпусом генерала А.Г. Шкуро. Продолжавшийся 40 дней рейд Мамонтова причинил народному  хозяйству Воронежской губернии большой ущерб. 28.09.1919 года конный корпус генерала-лейтенанта А.Г. Шкуро прорвался к Воронежу. 01.10.1919 года город был захвачен.

С целью взятия Воронежа Красной Армией была проведена Воронежско-Касторненская наступательная операция левого крыла Южного фронта советских войск. Задачей войск Южного фронта совместно с 9-й армией Юго-Восточного фронта (всего 25 000 - 30 000 штыков, 10 000 - 12  000 сабель) было нанести удар во фланг группировки противника, разбить основные конные соединения Донской и части Добровольческой армий (всего 20 000 - 25 000 штыков, 15 000 - 20  000 сабель) в районе Воронежа, взять город и создать условия для расчленения деникинского фронта и последующего наступления в тыл белым войскам, действовавшим на орловско-курском направлении. Перейдя в наступление, конный корпус С.М. Будённого и войска 8-й армии после упорных боев 24.10.1919 года заняли Воронеж, 26 октября овладели станцией Лиски, форсировали Дон и к 05 ноября подошли к станции Касторная вместе с войсками 13-й армии. Но на стыке 8-й и 9-й армий белые вновь заняли Лиски, Таловую, Новохопёрск и Бобров, создав тем самым угрозу Воронежу с юга. 05-15 ноября корпус Будённого при содействии 8-й и 13-й армий овладел Касторной, отбросив белых на юг с большими потерями. К исходу операции Донская и Добровольческая армии были рассечены и отброшены в разных направлениях, а на их стыке создалась ударная группировка советских фронтов, оказавшаяся в выгодном исходном положении для развития наступления на Донбасс, Ростов. Успешное начало Воронежско-Касторненской операции облегчило проведение Орловско-Кромской операции 1919 года, в которой были разбиты главные силы Деникина.

Победы советских войск под Орлом и Воронежем положили начало перелому во всей Гражданской войне. К концу 1919 года территория Воронежской губернии освобождена от войск Добровольческой армии. В конце 1920 года вспыхнули крестьянские восстания в Тамбовской губернии под руководством А.С. Антонова и в Воронежской губернии под руководством И. Колесникова. Восстания приняли массовый характер и стали составной частью «Малой гражданской войны». Ликвидация крестьянских повстанческих отрядов завершилась к 1922 году.