Но летом 1918 года Петр Николаевич решает действовать. Он приезжает в Киев к бывшему командиру лейб-гвардии Конного полка генералу, а ныне гетману Скоропадскому и встает под его знамена. Но гетмана мало заботило возрождение России, он вел борьбу за «самостийность» Украины. Из-за этого между ним и Врангелем стали возникать конфликты, и вскоре Петр Николаевич решается уехать в Екатеринодар к Деникину.
Вступив в Добровольческую армию, Врангель получает под свое командование кавалерийскую бригаду, с которой принял участие во 2-м Кубанском походе. Имея за плечами большой боевой опыт, не растеряв отвагу, решительность и смелость, Врангель очень скоро получил признание как отличный командир, и его командованию была доверена сначала 1-я кавалерийская дивизия, а через два месяца и весь 1-й кавалерийский корпус. В армии он пользовался большим авторитетом и часто обращался к войскам с яркими патриотическими речами. Его приказы всегда отличались ясностью и четкостью. В декабре 1918 года он был произведен в генерал-лейтенанты. Следует отметить, что Петр Николаевич ни при каких обстоятельствах не допускал ослабления или нарушения дисциплины. Например, во время успешных операций на Украине в Добровольческой армии участились случаи мародерства. Многие командиры закрывали на это глаза, оправдывая действия подчиненных плохим снабжением армии. Но Врангель не желал мириться с этим и даже применял во вверенных ему частях публичные казни мародеров в назидание другим.
Успешные действия на юге значительно увеличили фронт наступления. В конце мая 1919 года было принято решение о создании новой Кавказской армии для действий на Нижней Волге. Командующим армией был назначен Врангель. Наступление Кавказской армии началось успешно – были взяты Царицын и Камышин и предпринят поход на Саратов. Но уже к осени 1919 года против Кавказской армии были стянуты крупные силы Красной армии, и ее победоносное наступление было остановлено. Кроме того, от Врангеля в Добровольческую армию, которая наступала к Туле и Москве, были переведены все резервы, что значительно ослабило Кавказскую армию.
Потерпев сокрушительное поражение под контрударами Южного фронта, Добровольческая армия отступила. Остатки белых армий были сведены в один корпус под командованием Кутепова, а Врангелю было поручено отправиться на Кубань для формирования новый полков. К этому времени разногласия между ним и Деникиным, начавшиеся еще летом 1919 года, достигли наивысшей точки. Петр Николаевич критиковал Деникина и за методы военного руководства, и по вопросам стратегии, и за проводимую им гражданскую политику. Он выступал против предпринятого похода на Москву и настаивал на соединении с Колчаком. Результатом разногласий стало то, что Врангель был вынужден оставить армию и уехать в Константинополь.