В сентябре 1919 г. Думенко организовал Сводный кавалерийский корпус, отличившийся в составе 9-й армии при освобождении Новочеркасска в январе 1920-го. Думенко отличался высоким личным мужеством и храбростью. В. И. Ленин телеграммами от 19 сентября 1918 г. и от 4 апреля 1919 г. в числе других отмечал геройские подвиги кавалерии Думенко. Награждён орденом Красного Знамени и Почётным революционным оружием.
По ложному обвинению в подготовке антисоветского мятежа и убийстве комиссара корпуса был осужден и расстрелян. В 1964 г. Военная коллегия Верховного Суда СССР отменила приговор как необоснованный. Именем Думенко названа улица в Новочеркасске.
В момент наивысшего размаха кампании против Думенко в корпусе появляется вновь назначенный военком Микеладзе. Умный, тактичный, с большим опытом подпольной работы, он за три недели разобрался в обстановке в корпусе. Побывал в войсках, присмотрелся к штабу и самому комкору, вник в суть корпусной оппозиции.
В РВС армии Микеладзе сообщил: «Думенко идет навстречу его предложениям, дает на подпись все приказы, настроение личного состава корпуса воинственное, бойцы сознательные, политработа доведена до максимума; предложил Белобородову убрать из корпуса некоторых негодных политработников и заменить особый отдел, а также удалить кое-кого из штаба». С Думенко у Микеладзе сложились душевные отношения. Микеладзе, кстати, и вручал Думенко партийный билет.
Последние дни января и начало февраля Конно-Сводный корпус вел на Маныче, у хутора Веселого, тяжелейшие бои; военком находился рядом с комкором, стремя в стремя. И в эти дни случилась беда. В полутора верстах от хутора Манычско-Балабинского, в балке Соленой, был найден труп Микеладзе…
За Думенко вступился Орджоникидзе, а Егоров и Сталин, командующий и член РВС Юго-Западного фронта, хорошо знавшие Думенко по Царицыну, пытались взять его на поручительство. Три армии Пилсудского нависли над Советской Украиной. Егоров увещевал главкома С. С. Каменева: «Без сильной конницы рассчитывать на успех… затруднительно, даже невозможно, а Думенко является большим организатором кавчастей». Сталин в разговоре по прямому проводу выразился категоричнее: «Нам предстоит вздуть полячков, на какой предмет и надобен Думенко». Но приговор Троцким был предрешен.
Сегодня можно сказать: Думенко стал жертвой левацких, троцкистских воззрений на русское крестьянство, его роль в социалистической революции. Весной 20-го, после разгрома Деникина и окончательного изгнания помещиков, уставшее от войны трудовое крестьянство и казачество потянулось к земле, щедро политой кровью. Участились случаи дезертирства, проявилось недовольство продразверсткой, введенной на только что освобожденных землях. В условиях самоснабжения войск за счет местного населения трудно было бороться с нарушениями дисциплины и грабежом, особенно среди конников, стремившихся буржуйским добром восполнить свои разоренные войной хозяйства.