Šapošnikov osallistui Venäjän vallankumoukseen everstinä, epätavallisesti bolševikkien puolella. Šapošnikov oli yksi harvoista Puna-armeijan komentajista, jotka olivat saaneet virallisen sotilaallisen koulutuksen. Hän liittyi Puna-armeijan kenraaliesikuntaan, missä hän työskenteli vuoteen 1925 asti. Hän yleni Leningradin sotilaspiirin komentajaksi ja hän toimi myös Moskovan ja Privolznin sotilaspiirien komentajana. Hänet hyväksyttiin Puna-armeijan Frunzen sotilasakatemian komendantiksi vuonna 1935 ja nimitettiin yleisesikunnan päälliköksi teloitetun marsalkka Mihail Tuhatševskin tilalle kesällä 1937. Šapošnikov ylennettiin Neuvostoliiton marsalkaksi vuonna 1940.