После широкомасштабного вторжения России в Украину Стремоусов занял пророссийскую позицию. 16 марта 2022 года в здании Херсонского облсовета он возглавил незаконное собрание псевдооргана российской оккупационной администрации вместе с местными коллаборационистами "Комитета спасения за мир и порядок". Комитет ставил своей целью убедить жителей области, что украинское государство потеряло способность управлять регионом, и призывал к поддержке оккупации РФ.

17 марта 2022 года Херсонская областная прокуратура открыла против Стремоусова процессуальное руководство в уголовном производстве, начатом по факту предоставления иностранному государству помощи в проведении подрывной деятельности против Украины, совершенного в условиях военного положения (ч. 2 ст. 28, ч. 2 ст. 111 УК Украины).

В частности, Кирилл Стремоусов пригрозил "инакомыслящим" в оккупированном Херсоне российским заключением. Также в своем видеообращении Стремоусов пообещал "перепись населения" и наказание для "тех, кто жил на гранты".

Стремоусов также пообещал ввести на оккупированной территории в денежное обращение российский рубль с 1 мая 2022 года, однако, несмотря на громкие заявления, украинская гривна осталась в обращении[38].

11 мая 2022 года, Стремоусов заявил, что оккупационная администрация будет просить включить Херсонскую область в состав Российской Федерации без референдума как полноценный регион. Впоследствии в Херсоне массово появились листовки, в которых объявлено вознаграждение в полмиллиона гривен за голову Стремоусова. После этого Стремоусов сбежал из Херсона во временно оккупированный Донецк.

9 ноября 2022 года российские СМИ, со ссылкой на водителя Стремоусова и источники в силовых структурах, сообщили о смерти Стремоусова в результате ДТП в районе Геническа. В 7 вечера, в тот же день, от так называемого "Министерства здравоохранения Херсонской области" поступило подтверждение о смерти Кирилла Стремоусова. Смерть Стремоусова наступила за два дня до освобождения г. Херсона.