С помощью агентуры органы ВЧК предпринимали также активные попытки разложения воинских формирований повстанцев, создания обстановки внутренней дезорганизации. Для этого через агентуру осуществлялась компрометация руководителей партизанских подразделений и соединений, проводились кампании по созданию в подразделениях обстановки неуверенности перед более сильным противником – Красной Армией, убеждению партизан в необходимости дезертировать из антоновских войск. Одна из таких агентурных операций была проведена в сентябре-октябре 1921 г. В этот период основные силы Антонова были распылены, однако несколько десятков сотен повстанцев объединились под командованием И.М. Кузнецова, бывшего командующего 1 антоновской Армией. В эту группу была осуществлена массовая заброска агентуры, в основном из числа перевербованных бывших повстанцев. Работа агентов по подрыву группы изнутри привела к ее расколу.
Основное ядро партизан сдалось советским войскам. Кузнецов потерял управление войсками, перешел на нелегальное положение.
В борьбе с антоновским движением активно применялась такая форма работы с агентурой как внутрикамерная разработка. Например, через агента, специально помещенного в тюрьме ВЧК в декабре 1919 г. в одну камеру с участником крестьянского восстания Полянским, удалось выяснить некоторые приемы связи Антонова с сообщниками, факты внедрения им своей агентуры в Тамбовскую милицию. Кроме того, внутрикамерный агент дал информацию о том, что Антонов располагает чистыми бланками различных предприятий Тамбова и поддельными печатями, которыми пользуется для изготовления документов прикрытия.
С оперативной точки зрения представляет некоторый интерес опыт проведения мероприятий по наружному наблюдению, осуществленный тамбовскими чекистами в отношении антоновцев.
В первую очередь, основной задачей подобных мероприятий являлся поиск самого Антонова, выявление его связей. С этой целью в деревни, где действовал или появлялся Антонов, направлялись секретные сотрудники (сексоты) наружного наблюдения, которые действовали под различным прикрытием. Так, в марте 1920 года сексот № 3 (Голубева) в деревне Полынки установила контакт и вошла в доверие к старухе, у которой останавливался Актонов, Сексотка Голубева выступала при этом под видом торговки, прибывшей из города и обменивавшей вещи на продукты. Ей удалось получить от старухи некоторые сведения, представлявшие определенный оперативный интерес для ЧК.
