Свое боевое крещение бронепоезд «Имени Худякова» принял уже в мае 1919 года во время подавления григорьевского мятежа. Затем А. Г. Железняков перегнал бронепоезд в Николаев, где на заводе «Наваль» его довооружили корабельными 75-мм орудиями. Из воспоминаний Н. Улановской: «На бронепоезд погрузились в Николаеве и оттуда вели бои с белыми. Отвоевав, возвращались на базу в Николаев… На базе в вагонах жила обслуга и производились ремонтные работы… Прекрасно там кормили, готовили замечательные борщи с мясом…» Несколько позднее бронепоезд «Имени Худякова» был включен в состав бригады бронепоездов матроса С. М. Лепетенко.
Разумеется, что с такими заслугами перед революцией, какие имел А. Г. Железняков, он к лету 1919 года должен был командовать если не армией, то уж точно дивизией или флотилией. Но обстоятельства сложились иначе, и пришлось довольствоваться бронепоездом, который по армейской градации приравнивался всего лишь к батальону. К тому же перспективы, как личные, так и служебные, для А. Г. Железнякова по-прежнему оставались туманными. Отменит ли советское руководство в будущем официально приговор Н. И. Подвойского и как сложится его служба в регулярной большевистской РККА?
Тем временем Добровольческая армия А. И. Деникина прорвала фронт Красной армии и стремительно начала продвижение на север. Ударная группировка белых прорвалась и на правобережье Днепра. В конце июня 1919 года белые заняли Синельниково. В это время бронепоезд «Имени Худякова» совместно с еще двумя бронепоездами находился на боевом участке Запорожье – Сухачевка, где вел бой с бронепоездами противника.
Когда, выполняя приказ, бронепоезд отошел к Запорожью, красных там уже не было. Наступление белых развивалось слишком стремительно. Вместе с бронепоездом «Имени Раскольникова» бронепоезд «Имени Худякова» с боем дерзко прорвались через занятую белыми станцию Запорожье, после чего направились на Кременчуг и через день прибыли на Екатеринославский фронт. А красные войска под давлением армии Деникина продолжали стремительно откатываться на север, оставляя противнику одну станцию за другой. 25 июня пал Белгород, а 28 июня – Екатеринослав.
Бронепоезд «Имени Худякова» передается в подчинение командующему 14-й армией К. Е. Ворошилову. И тот решает перебросить бронепоезд на екатеринославское направление против войск генерала Шкуро.
Из воспоминаний Е. Н. Винды: «По прибытии в Кременчуг Анатолий сейчас же поехал в штаб армии. Вернулся он поздно ночью, а возвратившись, буквально рассвирепел, когда увидел много беспорядка в бронепоезде. Это был единственный случай, когда в бронепоезде приключился беспорядок; обычно жизнь его благодаря стараниям Железнякова походила на жизнь военного корабля». Понять гнев Железнякова можно, ведь он все еще находился вне закона, а команда в его отсутствие мгновенно превращалась в неуправляемую банду!
Вот как вспоминает Н. Улановская о развлечениях команды: «Однажды один из бойцов бронепоезда показывал мне, как действует граната: перед тем, как ее бросить, надо рвануть кольцо. Мы стояли рядом, а за столом в теплушке сидели другие бойцы, ели и разговаривали. Он показывает: «Видишь, берут в левую руку гранату, а правой, двумя пальцами…» – о, ужас, – кольцо осталось у него в руке. А граната взрывается через две-три секунды, значит, она разорвется между нами. Наступила страшная тишина. Он с ужасом на меня смотрит, а я думаю: сейчас взорвется. Тут вскочил из-за стола боец Петров, схватил гранату, бросил в открытую настежь дверь, и она взорвалась на лету…»
Бронепоезд «Имени Худякова» покинул Кременчуг, чтобы поддержать полки одесского формирования, отходящие к Кременчугу по обеим сторонам железнодорожного полотна и отбивавшиеся из последних сил от наседавших казаков. Бронепоезд «Имени Худякова», подойдя к месту боя, открыл огонь по кавалерии из всех пулеметов. Казаки отхлынули. Затем, имея на левом фланге Днепровскую флотилию и пехоту на правом, бронепоезд «Имени Худякова» двинулся к Екатеринославу.
Утром 16 июля корабли флотилии прикрыли огнем мост через Днепр, препятствовали белым переправиться в город. Одновременно бронепоезд «Имени Худякова» на полном ходу влетел на станцию Сухачевка и оказался среди белогвардейских эшелонов, поливая их из всех пулеметов. Противник в панике покидал станцию. Белых начали теснить к реке, пытаясь подставить под огонь кораблей Дунайской флотилии. В этот момент бронепоезд получил попадание в орудийный каземат. Пришлось выйти из боя для ремонта. Между тем красные стремительно откатывались от Екатеринослава.