Năm 1917, Cách mạng tháng Mười nổ ra, Shaposhnikov gia nhập Hồng quân. Ông là một trong những chỉ huy đầu tiên của Hồng quân được đào tạo bài bản về quân sự, vì vậy năm 1921 Shaposhnikov được cử vào làm việc tại Bộ Tổng tham mưu Hồng quân. Năm 1925 ông chuyển sang làm Tư lệnh Quân khu Leningrad. Từ năm 1928 đến năm 1932 ông là Tư lệnh Quân khu Moskva và sau đó là Quân khu Privolzhsk.