Бригада формировалась почти полгода. За это время Катуков изучил танки БТ и Т-26, с помощью специалистов прошел первоначальную практическую школу танкиста и вскоре уже уверенно водил боевые машины, стрелял из танковой пушки.
В 1932 году Катуков был принят в члены Коммунистической партии. Взволнованный этим событием, он всю ночь обдумывал свою дальнейшую жизнь. А на следующий день пришел к командиру бригады, попросил его послать учиться в Академию механизации и моторизации РККА.
- В академию пойдете. Только не сейчас. - Комбриг одобрительно взглянул на Катукова. - Попробуйте себя сначала на настоящем деле, покомандуйте учебным танковым батальоном. Верю - справитесь.
Командуя учебным танковым батальоном, Катуков готовил наводчиков, механиков-водителей, других специалистов. И сам готовился - хорошо освоил каждую специальность танкиста. Затем комбриг поставил его временно начальником артиллерии бригады - помогал ему прийти в академию, как он выразился, не с пустыми руками, а с некоторым опытом.
Осенью 1934 года поступил приказ, которым Катуков был назначен начальником оперативного отдела 134-й танковой бригады, дислоцировавшейся в Киеве. Этим же приказом ему предписывалось передать временно должность заместителю, а самому прибыть в Москву на Академические курсы тактико-технического усовершенствования при Академии механизации и моторизации РККА.
Год пробыл Катуков на курсах. Изучал материальную часть танков, радиосвязь, тактику бронетанковых и механизированных войск. Слушатели порой дни и ночи проводили на полигоне и танкодроме.
В бригаде пришлось снова на ходу учиться осваивать обязанности начальника оперативного отдела. Командовал 134-й бригадой энергичный, широко эрудированный командир-танкист С. И. Богданов - впоследствии маршал бронетанковых войск, дважды Герой Советского Союза. Он построил боевую подготовку так, что каждый день учебы, каждое командно-штабное занятие обязательно отличались от предшествовавших, были сложнее их. Катуков и сам впоследствии именно так строил боевую учебу в соединениях, которыми командовал.
В 1937 году Катуков был назначен начальником штаба 45-го танкового корпуса. За плечами у него был уже почти семилетний опыт штабной службы. Так что новые обязанности освоил быстро, но тянуло в строй. Хотелось поработать самостоятельно - Катуков чувствовал, что созрел для этого. Командир корпуса Н. Д. Веденеев, человек опытный, волевой и вместе с тем душевный, внял неоднократным просьбам Катукова о переводе на строевую должность. Михаил Ефимович был назначен командиром 34-й танковой бригады той самой, где служил начальником оперативного отдела после окончания академических курсов. В годы Великой Отечественной войны Катуков не раз слышал о Н. Д. Веденееве, ставшем командиром танкового корпуса 2-й гвардейской армии, Героем Советского Союза.
В сентябре 1939 года вместе с бригадой Катуков участвовал в освободительном походе советских войск, взявших под защиту население Западной Украины и Западной Белоруссии. Пришлось встретиться с частями вермахта. Правда, инцидента не произошло. Гитлеровцы быстро ретировались за установленную демаркационную линию. "Надолго ли?" - подумал Катуков. Время было тревожное, и такие вопросы задавал себе, видимо, не он один. В 1940 году Катуков неожиданно был вызван в Москву. Побывал в Наркомате обороны, затем в ЦК ВКП(б) - там ему предложили принять 20-ю танковую дивизию. С ней он и вступил в Великую Отечественную войну...
В начале 1943 года Катуков получил приказ: срочно явиться к Верховному Главнокомандующему. Каких-либо понятных для себя причин столь неожиданного вызова и его срочности Катуков найти не мог, и это настраивало на тревожный лад. На ум приходили рассказы и о крутости Верховного.
Летел на У-2, с интересом рассматривая проносившиеся внизу пейзажи. "Мессер!" - вдруг раздался в наушниках голос пилота. Самолет сразу нырнул вниз, затем летчик стал кидать машину из стороны в сторону. "Мессер" несколько раз мелькнул сверху, видимо, стреляя. Выручило искусство пилота. Маневрируя на малой высоте, прячась в складках местности, он оторвался от "мессера" и посадил самолет на окраине Торжка.
Дальнейший полет до Москвы прошел без происшествий. Но времени для приведения себя в порядок не было, и Катуков явился в Кремль как был - в солдатской гимнастерке, в ватных брюках и валенках. Поскребышев, видимо, объяснил Сталину причину походного одеяния Катукова. И когда он вошел в кабинет Верховного Главнокомандующего, то тот лишь слегка улыбнулся. В кабинете были А. С. Щербаков, Н. Я. Федоренко, С. К. Тимошенко и еще несколько генералов.
О том; что произошло дальше, Катуков в своих мемуарах описал так: "Поздоровавшись, Верховный неожиданно спросил:
- Как, товарищ Катуков, справитесь, если мы вас поставим командовать танковой армией?
Я опешил, но молчать в его кабинете долго не полагалось. Поблагодарил за доверие и ответил, что надеюсь справиться.
- Вот почитайте, - сказал Сталин и, взяв со стола два документа, протянул их мне.