В начале осени 1920 года штабом Красной армии под командованием В. К. Блюхера на Дальнем Востоке был разработан и принят к осуществлению план так называемой Читинской операции. Основной удар предполагалось обрушить на части под общим командованием Семенова, чьи силы насчитывали в то время около 29 тысяч человек и в чьем распоряжении находилось 9 бронепоездов, а также артиллерийский парк, состоявший из двухсот орудий. Для удара по рассредоточенным Семеновским отрядам командованием красных были сосредоточены дополнительные силы регулярной армии и сформировано некоторое количество «красных» партизанских отрядов. Несмотря на нехватку людей для противодействия возможным наземным и морским наступательным операциям противника, «владения» атамана Семенова с севера и востока прикрывались 2-м и 3-м каппелевскими корпусами. Эти части, состоявшие из профессиональных военных, прошли не только великолепную школу мировой войны, но и обладали ценным боевым опытом недавних сражений с большевиками на Восточном фронте. Оба корпуса располагались на условной линии обороны, на участке от Читы до железнодорожной станции Бырка. Вдоль железнодорожной ветки Чита — Манчжурия, протянувшейся по юго-западной границе, был выставлен 1-й Семеновский корпус. Неизбежность столкновения с большевиками понимали все, под вопросом был лишь день, когда красные попытаются силой вытеснить немногочисленные белые части с занимаемых позиций, постаравшись прижать их к границе и, рассеявши, преследовать, окружить и пленить.

Этот день настал 15 октября 1920 года, когда последний японский воинский эшелон покинул Забайкалье, а войскам советского Амурского фронта Дальневосточной республики был отдан приказ о наступлении совместно с так называемыми «народоармейцами» — союзниками Красной армии из числа «повстанческих армий».

Стремительное наступление большевиков стало совершенной неожиданностью для Семенова и его штаба, но уже 20 октября 1920 года положение на фронте выровнялось на некоторое время, когда каппелевскими корпусами был нанесен ощутимый контрудар на центральном участке большевистского наступления и к северу от Читы. Против каппелевцев постоянно действовали многочисленные партизанские отряды, ранее собранные для этой цели по всему Дальнему Востоку и, по словам очевидцев событий, превосходно вооруженные. Эти быстро передвигающиеся вооруженные группы наносили неожиданные удары неповоротливым колоннам регулярных войск, сбивали боевые порядки каппелевцев, оставляя красноармейским частям довершать начатое ими дело в ходе оттеснения войск противника с линии его обороны. Окончательной целью наносимых большевиками фланговых ударов было отрезать каппелевские части друг от друга, как можно быстрее рассеять их и, по возможности, гнать безостановочно вдоль границы, не давая тем не менее просочиться на территорию Манчжурии, после чего попытаться окружить и уничтожить на российской стороне.

Последними из Семеновских частей, с трудом сдерживая натиск наступавшего противника, отходили из Читы остатки корпуса под командованием генерал-майора Викторина Михайловича Молчанова. Отступавший в южном направлении корпус в арьергардных боях успел нанести большевикам несколько ощутимых контрударов — под Борзей, Храшаибири и Хадабулаком. Последовательная череда атак преследователей привела к расслоению всей обороны белых. Под натиском численно превосходивших его частей Красной армии 1-й Семеновский корпус буквально распался на части, самостоятельно продолжавшие свой отход к китайской границе. При этом, отступая, Семеновские отряды продолжали вести эпизодические арьергардные бои с частями 1-го Забайкальского корпуса красных, дав им несколько удачных сражений, в частности у железнодорожных станций Борзя и Оловянная. Отходившие с востока и запада каппелевские и Семеновские части сходились вместе у Маньчжурской дороги, постепенно выравнивая фронт и даже периодически переходя в наступление на отдельных его участках. Силам красных, под командованием командарма Василия Константиновича Блюхера, никак не удавалось окружить эти сравнительно малочисленные белые части. Более того, усилия красных по блокированию границы не увенчались успехом, и белые части продолжали организованный отход за границу, вступая передовыми своими колоннами на маньчжурскую территорию. Блюхер признавал, что задача деморализации противника им не была достигнута: «Состояние частей противника, несмотря на понесенное поражение и быстрый отход, нельзя сказать, чтобы было очень плохое. Дерутся отлично, спаяны прекрасно… Снабжены хорошо, кормятся отлично, подготовка их прекрасная. Управление войсками доведено до высшей степени совершенства, маневрирование можно назвать прекрасным».[8]

21 ноября 1920 года остатки потрепанных в продолжительных боях двух каппелевских и одного казачьего Семеновского корпуса благополучно пересекли границу с Манчжурией. За пределами своей страны, они были остановлены выдвинутыми им навстречу войсками китайцев. Без видимых конфликтов белые части дали китайцам себя полностью разоружить, позволив впоследствии администрации беженских лагерей оформить собственное пребывание на территории Манчжурии в качестве «гражданских беженцев». Позже все эти офицеры и солдаты были распределены китайцами по карантинным лагерям в Харбине и в полосе КВЖД. Сам же атаман Семенов направился в Приморье, где еще сохранялось влияние японцев и существовало либеральное коалиционное правительство. В ходе своих встреч с представителями местной власти Семенов пытался представлять себя последним хранителем идеи Белого движения на русском Востоке, но по настоянию либерального владивостокского правительства был депортирован назад, в Китай. Любопытно характеризует личность Семенова в пору Великой войны его бывший командир по Нерчинскому казачьему полку барон П. Н. Врангель: «Семенов, природный забайкальский казак, плотный коренастый брюнет с несколько бурятским типом лица, ко времени принятия мной полка, состоял полковым адъютантом и в этой должности прослужил при мне месяца четыре, после чего был назначен командиром сотни. Бойкий, толковый, с характерной казацкой сметкой, отличный строевик, храбрый, особенно на глазах начальства, он умел быть всегда популярным среди казаков и офицеров. Отрицательными свойствами его были значительная склонность к интриге и неразборчивость в средствах для достижения цели. Неглупому и ловкому Семенову не хватало ни образования (он окончил с трудом военное училище), ни широкого кругозора, и я никогда не мог понять, каким образом мог он выдвинуться впоследствии на первый план гражданской войны».[9]

В добровольном изгнании он последовательно проживал в Корее, Японии и Маньчжурии. Именно там, в месте под названием Кахакаши неподалеку от Дайрена, атаман обосновался на двух дачах, подаренных ему некогда японским императором. В 1923 году Семенов предлагал свои услуги по организации казачьих частей китайскому военачальнику Чжан Цзо Линю. Перечень Семеновских наград поражал своей экзотичностью, что, впрочем, свидетельствовало о его крайнем честолюбии и слабости к отличию его талантов. Кавалер ордена Магомета, рыцарь Святого Гроба Господня, Семенов был пожалован и такой наградой как шкура белого бобра. Иерусалимским Патриархом Семенов был награжден Большим Золотым Крестом с частями Животворящего Древа Господня. В эмиграции атаман занимался политической публицистикой, печатался в харбинском журнале «Луч Азии» и газете «Голос эмигрантов». Дух творчества и склонность к научному обобщению жизненных наблюдений, как оказалось, были тоже не чужды Семенову, и в русской литературной столице Востока — Харбине — атаман успел опубликовать два сборника стихов, а на академическом поприще получить ученую степень доктора философских наук. Его биографы в один голос утверждали: за границей Семёнов нашел даже практическое применение нескольким иностранным языкам, которыми, по их отзывам, неплохо владел. В число наиболее используемых им языков входили: бурятский монгольский, английский и китайский.