Po odbiciu Kazania 2 września 1918 r. mianowany głównodowodzącym Armii Czerwonej; pozostawał nim do 8 czerwca 1919 roku, zasiadając równocześnie w Rewolucyjnej Radzie Wojennej (utworzonej 6 września 1918 r.). Wspólnie z innymi członkami Rady odegrał kluczową rolę w tworzeniu regularnej Armii Czerwonej, jej sztabu, struktury (podziału na fronty, w znaczeniu grupy wojsk, i armie na wzór sił zbrojnych Imperium Rosyjskiego), zaprowadzeniu w oddziałach porządku i dyscypliny, wprowadzeniu instytucji komisarzy politycznych i usunięciu dowódców uznanych za niepewnych.