На Пленумі ЦК КП(б)У, що відбувся 8—9 вересня в Орлі, дії Г. П'ятакова і його прибічників були оцінені як необгрунтовані, певною мірою авантюристичні. Сам Георгій Леонідович, прагнучи в цілому захистити свої позиції, змушений був визнати, що перспективи боротьби з силами внутрішньої і зовнішньої контрреволюції він уявляв невірно, а розрахунки не виправдались. На жаль, втрачено закінчення заключного слова по доповіді «Бойові дії повстанців на Україні», з якою виступив Георгій Леонідович. Можливо, саме там він виклав мотиви складення повноважень секретаря ЦК КП(б)У, визнані учасниками пленуму поважними. Щоправда, це питання вносилось Г. П'ятаковим ще на самому початку роботи пленуму, що може свідчити про прийняття ним рішення до початку критики його позиції, яка розгорнулася. Можливо, певну роль відіграло і те, що як «лівий комуніст» Г. П'ятаков не мав підстав розраховувати на повне розуміння і підтримку з боку ЦК РКП(б), який з осторогою ставився до спроб розв'язати збройні дії на кордонах з РРФСР, оскільки це створювало загрозу Брестському миру. На посаду секретаря була запрошена прибічниця Е. Квірінга С. Гопнер, незважаючи на те, що вона не була членом ЦК (фактично секретарські обов'язки у вересні—жовтні виконував сам Е. Квірінг).
Склавши повноваження секретаря ЦК, Г. П'ятаков аж ніяк не знизив активності, залишаючись на попередніх «лівокомуністичних» позиціях. На II з'їзді КП(б)У (17—22 жовтня 1918 р.) він виголосив вступну промову, зробив доповідь ЦК, виступив із співдоповіддю з питання про поточний момент, брав участь у дебатах з багатьох інших пунктів порядку денного. І хоча його позиція була піддана безкомпромісній критиці з боку виразників правих поглядів (іноді вона набувала крайніх форм, а політична лінія ЦК визнавалась невірною, організаційна діяльність – незадовільною), Г. П'ятаков був обраний до складу ЦК Компартії України. Невдовзі ж, 20 листопада, у м. Орлі він очолив Тимчасовий робітничо-селянський уряд республіки. Одночасно Георгій Леонідович був призначений завідувачем відділу закордонних справ уряду. Радянський державний центр спрямовував революційно-повстанський рух трудящих мас України проти німецько-австрійських окупантів, гетьманщини і Директорії, скеровував процес відновлення влади Рад, налагодження функціонування державних установ, здійснення невідкладних соціально-економічних заходів у житті республіки. Як голова уряду, Г. П'ятаков виявляв виключну мобільність, енергійність, наполегливість. Його особистий внесок у розв'язуванні питань був дуже вагомим. Він був автором численних документів – маніфесту, декларацій, декретів, розпоряджень, що видавалися в той час урядом України. На жаль, про це дуже мало хто знав. Адже навіть у збірнику документів і матеріалів «Радянське будівництво на Україні в роки громадянської війни (листопад 1918 – серпень 1919)». – К., 1962, де вміщено значну кількість документів того часу, всі вони подані анонімно. У тих випадках, де була потреба перелічити членів уряду, ім'я Г. П'ятакова опущено. Він взагалі не згадується у цьому виданні. Та це й не єдиний випадок. Як рецидив минулих часів і настроїв можна розцінити і те, що у виданому вже в 1987 р. енциклопедичному довіднику «Великий Жовтень і громадянська війна на Україні» навіть у спеціальній статті про Тимчасовий робітничо-селянський уряд України відсутнє ім'я його голови. На посаді керівника уряду Г. П'ятаков виявив і неабиякі організаторські здібності, масштабність бачення різноспрямованих процесів, здатність оперативно з'ясовувати всю глибину найскладніших проблем. У міру визволення території України розширювалась сфера діяльності уряду, що в перші дні січня переїхав до Харкова. В цей час Г. П'ятаков часто звертався за допомогою до В. Леніна, ЦК РКП(б), РНК РРФСР і незмінно отримував всіляку підтримку і допомогу.
Та водночас виникали і фактори, що заважали продуктивній праці. Конфлікти між «лівими» і правими, що колись мали принципову основу, з часом переростали у міжособистісні. При цьому Г. П'ятаков повинен був, передусім, турбуватися про налагодження чіткої роботи уряду, підтримувати ділову, творчу атмосферу в ньому. Він же, навпаки, допускав нетерпимість у міжособових стосунках, надмірний адміністративний тиск щодо осіб, які мали іншу точку зору. Це й призвело до прикрої склоки, до кризи у керівництві республіки, її кульмінацією стало те, що 16 січня 1919 р. Г. П'ятаков був увільнений від обов'язків голови робітничо-селянського уряду України (4 голоси – за таке рішення, 1 – проти, 1 утримався), а на його місце обраний Ф. Сергеев (Артем) (за – З, проти – 1, утрималось – 2). Зважаючи на таку складну обстановку, В. Ленін, до якого й раніше зверталися керівні діячі України з проханням направити в республіку X. Раковського, відрядив останнього в Україну. Вождь партії зажадав також від керівників республіки відновлення єдності в лавах КП(б)У 24 січня X. Раковський був одностайно обраний головою уряду, а Г. П'ятаков залишився наркомом радянської пропаганди і заступником відділу агітації і пропаганди ЦВК Рад України.