Наверно, он уже тогда решил связать свою судьбу с большевиками В марте 1918 г Тухачевский переехал в Москву. Здесь он некоторое время работал в Военном отделе ВЦИК (по некоторым сведениям, его рекомендовал сюда Валериан Куйбышев) В апреле его приняли в ряды РКП(б). Это был очень важный для его дальнейшей карьеры шаг В то время кадровых офицеров в большевистской партии насчитывалось немного, и потому перед Тухачевским сразу открылись большие перспективы. Вскоре он был назначен военкомом Московского района. Исполняя эту должность, он в апреле встретился с Лениным и имел с ним очень важный разговор. По свидетельству члена ВЦИК Кулябко, Ленин задал Тухачевскому два вопроса: при каких обстоятельствах он бежал из немецкого плена и как смотрит на строительство новой социалистической армии? Тухачевский отвечал, что не мог оставаться в плену, когда в России развернулись революционные события, и затем стал подробно излагать свои мысли о том, как соединить разрозненные красногвардейские отряды в настоящую регулярную армию. Видимо, Тухачевский произвел очень выгодное впечатление на руководителя Советского государства. В июне его направили на самый опасный в тот момент для советской власти Восточный фронт со следующим мандатом: «Предъявитель сего военный комиссар Московского района Михаил Николаевич Тухачевский командирован в распоряжение главкома Восточного фронта Муравьева для исполнения работ исключительной важности по организации и формированию Красной Армии в высшие войсковые соединения и командования ими».
Вскоре перед вчерашним подпоручиком была поставлена первая сложная задача: сформировать из разрозненных отрядов красногвардейцев 1-ю Революционную армию и возглавить ее. (По дороге на фронт Тухачевский заехал в Пензу и женился на Марии Игнатьевой, дочери машиниста пензенского депо. В дальнейшем она сопровождала мужа по фронтам Гражданской войны и покончила с собой при невыясненных обстоятельствах в конце 1920 г.) Уже в начале июля Тухачевский создал первые регулярные дивизии — Пензенскую, Инзенскую и Симбирскую. Для укомплектования войск командным составом он издал указ о мобилизации офицеров. Не явившимся на призывные пункты грозили военно-полевым судом как дезертирам. В том же месяце Тухачевский остановил продвижение наступавших чехословаков и освободил Сызрань. Таким образом, ему удалось блестящим образом продемонстрировать свои таланты организатора и командарма. Однако его великолепно начавшаяся карьера едва не оборвалась на первых шагах. 11 июля поднял мятеж командующий Восточным фронтом Муравьев. Тухачевский, отказавшийся его поддержать, был немедленно арестован. Его хотели тотчас расстрелять, но ему удалось убедить красноармейцев не впутываться в авантюру их командующего. Тухачевского освободили, а через некоторое время был убит сам Муравьев.
Мятеж сильно деморализовал красные части. Отступая перед чехами, они оставили Бугульму и Симбирск, а в начале августа пала Казань. Тухачевскому с немалым трудом удалось восстановить в своей армии дисциплину. Одним из первых он учредил у себя революционные трибуналы, которые сурово карали дезертиров и паникеров. В начале сентября он перешел в наступление, отбил у белых Симбирск и переправился на левый берег Волги. 8 октября 1-я армия взяла Самару.
В начале января 1919 г. Тухачевского перевели на Южный фронт, где он возглавил 8-ю армию, действовавшую против Донской армии Краснова. Последняя к этому времени была фактически разбита и не оказывала сопротивления. Казаки тысячами сдавались в плен. Но в конце января в Донецкий бассейн вступили войска Добровольческой армии Деникина. Наступление красных сразу замедлилось. Правда, самых критических дней — триумфального наступления белогвардейцев весной-летом 1919 г. Тухачевский уже не застал.