Увесь день 29 січня в місті йшли завзяті бої. 30 січня більшовицькі броненосці почали артобстріл позицій українських військ, а з тилу гайдамаків ударили свіжі фронтові частини. До 18-ї години центральну частину міста захопили більшовики, бої перемістилися в привокзальний район.31 січня, о 06:00, більшовики активізували наступ та захопили вокзал, надалі оточили частину гайдамаків на чолі з командиром полковником Мазуренком в районі Олександрівського парку та відбили будівлю штабу округу. Останні бої відбулися біля тютюнової фабрики і вокзалу. О 13:00 бої в місті, несподівано — припинилися. З огляду на безперспективність продовження опору, лідери гайдамаків погодилися на виведення військ УНР із Одеси. На станції Роздільна залишки одеських частин УНР, що за договором покинули Одесу, були зупинені червоним загоном і роззброєні.Урочисте поховання загиблих у боях відбулося на Куликовому полі 4 лютого. Спочатку було вирішено більшовиків і гайдамаків поховати окремо. На могилу перших мав був покладений вінок з написом «Жертвам соціальної революції», на могилу українців — вінок з написом «Жертвам омани, створеної контрреволюціонерами». Але через економію засобів і часу усі загиблі були поховані в одній братській могилі.За підрахунками одеського історика, професора Т. Гончарука, втрати обох сторін конфлікту і мирних жителів Одеси склали від 120 до 180 осіб вбитими і до 350 пораненими. Революційні матроси втратили вбитими і пораненими 66 солдатів, червоногвардійці — 17 осіб, гайдамаки і офіцери — 77 осіб. Втрати цивільного населення склали тільки вбитими більше 70 осіб. Це пояснюється безжальним і часто не точним вогнем корабельних гармат.