С ноября 1929 года по июнь 1931 года — начальник вооружений РККА, с июня 1930 года одновременно заместитель Наркома по военным и морским делам СССР — заместитель Председателя РВС СССР. Во время отсутствия К. Е. Ворошилова Уборевич даже выполняет обязанности наркома. Пользуется доверием руководства страны и по личной рекомендации И. В. Сталина становится кандидатом в члены ЦК ВКП (б) в 1930 году на XVI съезде ВКП(б).