Nel 1920 assunse il comando del Fronte Nord-occidentale incaricato di combattere la Polonia durante la guerra sovietico-polacca; Tuchačevskij condusse con grande audacia l'avanzata verso Varsavia e per un momento sembrò possibile un successo decisivo e l'espansione della rivoluzione bolscevica in Europa. A causa del mancato sostegno da parte dell'armate meridionali dipendenti da Stalin, il generale non riuscì a vincere la resistenza nemica e dovette ripiegare. Nonostante questa sconfitta, Tuchačevskij, che dimostrò la sua totale fedeltà alla rivoluzione schiacciando duramente le rivolte antibolsceviche di Tambov e di Kronštadt nel 1921, assunse dopo la guerra un ruolo preminente, teorico e organizzativo, nel processo di sviluppo dell'Armata Rossa, di cui divenne negli anni trenta il principale capo e organizzatore. Nel 1935 venne elevato al rango di maresciallo dell'Unione Sovietica. Sotto il suo comando l'Armata Rossa raggiunse la massima potenza sia come armamenti moderni, sia come organizzazione militare sulla base di piani di guerra di movimento estremante efficaci e rivoluzionari. La forza dell'esercito sovietico era superiore a quella dell'esercito nazista.