W maju 1919 Woroszyłow był jednym z dowódców sił czerwonych tłumiących bunt Hryhorjewa i powstanie chłopskie na Ukrainie południowej i centralnejA. Adams, Bolsheviks in the Ukraine. The Second Campaign, 1918–1919, Yale University Press, New Haven & London 1963, s. 311..

W listopadzie 1919 współorganizował 1 Armię Konną wraz z Siemionem Budionnym i jako jej politruk został członkiem jej Rady Wojskowo-Rewolucyjnej (Rewwojensowieta). W 1921 brał znaczący udział w likwidacji powstania marynarzy w Kronsztadzie.

Działalność polityczna i służba w RKKA W latach 1921–1960 członek Komitetu Centralnego RKP(b)/WKP(b)/KPZR. W latach 1921–1925 był dowódcą Północnokaukaskiego, a następnie Moskiewskiego Okręgu Wojskowego. Po śmierci Michaiła Frunzego w listopadzie 1925 został ludowym komisarzem (ministrem) spraw wojskowych i morskich oraz przewodniczącym Rady Wojskowo-Rewolucyjnej ZSRR (do 1934). W latach 1926–1952 był członkiem Biura Politycznego WKP(b), a w latach 1934–1940 pełnił funkcję ludowego komisarza obrony ZSRR. 20 listopada 1935 został mianowany marszałkiem Związku Radzieckiego.

Był współodpowiedzialny za czystki w Armii Czerwonej.