Еще в мае 1918 г. вспыхнул чехословацкий мятеж, в результате которого советская власть была свергнута на всем протяжении Сибирской магистрали – на огромной территории от Владивостока до Поволжья. Здесь образовалось несколько местных правительств самого разного толка. В Омске возникла Директория, претендовавшая на то, чтобы стать руководящим органом в масштабах всей Сибири, Дальнего Востока, Урала и Поволжья. Однако местные директора не имели опоры в армии. Среди офицеров и генералов было распространено убеждение, что только «твердая», единоличная власть может спасти Россию. Дело встало за тем, что подходящей кандидатуры на роль диктатора долго не находилось. Когда в октябре в Омске по дороге на юг остановился Колчак, все взоры сразу обратились на него. Он был крупной личностью общероссийского масштаба и участие его в правительстве должно было сразу поднять престиж последнего. Колчаку предложили занять пост военного и морского министра. После некоторого колебания он согласился.

Фактически сразу после его появления в Омске началась подготовка военного переворота. Официально Колчак в нем не участвовал, хотя знал о заговоре. В ночь на 18 ноября заговорщики (в их число входил чуть ли не весь состав Ставки и штаб) при поддержке верных казачьих частей арестовали членов Директории и нескольких министров (большая часть министров также состояла в заговоре), а затем провозгласили вице-адмирала Колчака полным адмиралом и Верховным правителем с передачей ему всей полноты власти. Колчак принял диктаторские полномочия спокойно, сознавая огромный груз сопряженной с ними ответственности. О своей политической программе он заявил следующее: «Я не пойду ни по пути реакции, ни по гибельному пути партийности. Главной своей целью ставлю создание боеспособной армии, победу над большевизмом и установление законности и правопорядка, дабы народ мог беспрепятственно избрать себе образ правления, который он пожелает, и осуществить великие идеи свободы, ныне провозглашенные по всему миру». Генералитет, армия и уральское казачество сразу признали власть нового Верховного правителя. Атаман Забайкальского казачьего войска Семенов и атаман Уссурийского казачества Калмыков подчинились ему лишь номинально. Их крупные воинские формирования так и не появились в Поволжье и на Урале.

С первых дней своей власти и до самого конца Колчак правил как жесткий диктатор. Командующим военными округами было предоставлено право объявлять местности на осадном положении, закрывать оппозиционные газеты и выносить смертные приговоры. Национализированные при советской власти фабрики и заводы возвращались прежним владельцам. Точно так же подлежали возвращению земли, незаконно отобранные у хуторян и отрубников. В распоряжении Колчака оказался вывезенный во время войны на восток золотой запас России – более 65 млн золотых рублей. Примерно треть этой суммы ему пришлось потратить на вооружение и снаряжение своей армии. К лету 1919 г. он получил от западных союзников около 600 тыс. винтовок и миллионы патронов к ним, сотни орудий, тысячи пулеметов, большое количество боеприпасов, снаряжения и обмундирования. К началу 1919 г численность подчиненных Колчаку войск доходила до 400 тыс. человек (они были реорганизованы в четыре армии: Сибирскую генерала Гайды, Западную генерала Ханжина, Оренбургскую атамана Дутова и Уральскую генерала Толстова). Общая длина колчаковского фронта, протянувшегося от Северного Урала до Каспийского моря, составляла 1400 км.

Военные действия против советского правительства Колчак начал сразу после переворота. Зимой его войска перешли в наступление на Пермь, Вятку и Вологду, имея своей целью установить связь с северным белогвардейским фронтом Миллера. В декабре под контроль колчаковцев перешла Пермь. Но успех на правом фланге не был подкреплен на других участках фронта. В январе 1919 г. красные перехватили инициативу, взяли Уфу, Уральск и Оренбург. После этого положение на фронте стабилизировалось. В марте началось новое наступление. На этот раз Колчак нанес главный удар на центральном направлении под Уфой – навстречу Деникину, который теснил красных с запада. Правый фланг колчаковской армии наступал на Котлас, а центр двигался к Волге, на соединение под Саратовом с правым крылом войск Деникина. В конце марта Колчак вернул себе Уфу. 6 апреля колчаковцы взяли Белебей, 15 апреля – Бугуруслан, а в мае подошли к Самаре и Казани. Победы Верховного правителя казались настолько ощутимыми, что в мае его главенство над собой признали остальные белогвардейские генералы: Деникин, Юденич и Миллер.

Но успех колчаковцев оказался очень непродолжительным. 1 мая южнее станции Сарай-Гир под влиянием большевиков поднял восстание только что прибывший Украинский полк. К нему немедленно присоединились солдаты еще четырех полков и егерского батальона. Несколько тысяч солдат с оружием, артиллерией и обозами перешли на сторону красных и усилили их ударную группировку. Этот неожиданный мятеж деморализовал солдат соседних дивизий. Когда красные перешли в наступление, две дивизии Колчака, бросив позиции, стали беспорядочно отступать. В боевом порядке белых возникла огромная брешь, в которую ринулась красная конница, а за ней и пехота. У Колчака, не ожидавшего такого поворота событий, не оказалось под рукой достаточно крупных резервов. Закрыть брешь не удалось. Пришлось срочно прекратить наступление и отводить всю Западную армию, с тем чтобы закрепиться на новом рубеже. Сибирская армия Гайды тоже вынуждена была начать отступление. В начале июня белые оставили Уфу.

Таким образом, в мае – июне две самые сильные армии Колчака – Западная и Сибирская – были разбиты и отброшены от Камы на 300–400 км. Начался быстрый распад вооруженных сил, возросло количество дезертиров и перебежчиков. В тылу развернулось мощное партизанское движение. В июле 1919 г. красные взяли Екатеринбург, в августе – Челябинск. В октябре колчаковцы проиграли большое сражение под Тобольском. Белому делу в Сибири был нанесен смертельный удар. С этого времени белогвардейцы отступали, не оказывая сопротивления. 15 ноября красные взяли Омск, откуда Колчак уехал за три дня до этого. 27 декабря он с трудом (вся Сибирская магистраль была забита отступающими составами) добрался до Нижне-Удинска. Армии к этому времени уже не существовало. Стояли лютые морозы. Солдаты и офицеры, обезумевшие от обморожений, тифа, голода и безысходности, превратились в неуправляемое стадо.

Сознавая это, Колчак 4 января 1920 г. подписал указ о назначении атамана Семенова главнокомандующим войсками Дальнего Востока. Через два дня он сложил с себя звание Верховного правителя и передал его Деникину. После этого он фактически превратился в частное лицо, не имевшее никакого влияния. Охрану адмиральского поезда взяли на себя чехи, уже давно замышлявшие измену. 15 января они передали Колчака эсеро-меньшевистскому Политическому центру, захватившему к этому времени власть в Иркутске. Колчак и последний глава его правительства Пепеляев были заключены в губернскую иркутскую тюрьму, которая и стала их последним пристанищем. Эсеры и меньшевики собирались устроить над Колчаком официальный судебный процесс и приступили к основательным допросам. Но 21 января обстановка изменилась – Политцентр должен был передать власть большевистскому ВРК. С точки зрения большевиков никакого судебного процесса, для того чтобы решить судьбу бывшего Верховного правителя, не требовалось, ведь еще задолго до этого он был объявлен советской властью вне закона. 6 февраля ВРК постановил его расстрелять. На другой день на берегу реки Ушаковки при впадении ее в Ангару приговор был приведен в исполнение. Труп Колчака и расстрелянного вместе с ним Пепеляева сбросили в прорубь.