Блюхер участвовал в Первой мировой войне. Как ратник ополчения он был зачислен в 56-й Кремлевский запасной батальон, а с ноября 1914 г. на фронте служил рядовым 19-го пехотного Костромского полка. В годы войны дослужился до младшего унтер-офицера, причем отличился как храбрый и умелый боец, был награжден Георгиевской медалью 4-й степени. В марте 1916 г. в связи с ранением Блюхер был уволен из армии. Работал на Сормовском судостроительном заводе близ Нижнего Новгорода и в Казани на механическом заводе Остермана. В июне 1916 г. примкнул к большевикам, а в мае 1917 г. по заданию партийного руководства вновь вступил в армию, попав в 102-й запасной полк, где он стал товарищем председателя полкового комитета. В ноябре 1917 г. Блюхер стал членом Самарского военно-революционного комитета, участвовал в установлении советской власти в Самарской губернии.
Блюхер был одним из создателей и организаторов РККА. С конца 1917 г. как комиссар одного из красногвардейских отрядов он участвовал в борьбе с оренбургскими казаками атамана А. И. Дутова, выступившими против красных. Блюхер в основном базировался в Челябинске, где до весны 1918 г. вел организаторскую работу по созданию органов новой власти на местах. В марте 1918 г. он даже был избран председателем челябинского Совета депутатов, стал начальником штаба Красной гвардии.
Младший унтер-офицер В. К. Блюхер.
Борьба с оренбургскими казаками развивалась с переменным успехом. Атаман А. И. Дутов с небольшим числом соратников в начале 1918 г. был загнан в уральское захолустье и фактически окружен. Однако его отрядам удалось прорваться и уйти в тургайские степи. Тем временем весной 1918 г. началось масштабное восстание казачества, в результате которого большевики были вынуждены направлять в станицы карательные экспедиции. В этих экспедициях участвовал и Блюхер, причем он получил известность как проводник решительных мер. В то же время Блюхер лично встречался с представителями казачества и вел с ними переговоры. В мае 1918 г. во главе полуторатысячного Сводного уральского отряда Блюхер был направлен под Оренбург. Масштабному росту казачьих восстаний способствовало вооруженное выступление против большевиков в конце мая 1918 г. Чехословацкого корпуса.
Широкую известность Блюхер получил уже в 1918 г., когда возглавил удивительный 1500-километровый поход по белым тылам. После того как в результате восстания оренбургского казачества Оренбург оказался блокирован, руководители красногвардейских отрядов, находившихся в городе, в конце июня 1918 г. приняли решение прорываться к своим. Часть войск отошла в Туркестан, а отряды Блюхера и красных казаков – Н. Д. Томина и братьев И. Д. и Н. Д. Кашириных двинулись на север, рассчитывая найти поддержку в родных станицах. Однако станичники в массе своей были настроены антибольшевистски, закрепиться на казачьей территории не удалось, в результате нужно было прорываться дальше. Движение проходило через уральские заводы. Во время похода разрозненные отряды были объединены под руководством Блюхера, причем 2 августа он был избран главнокомандующим Сводного отряда южноуральских партизан (свыше 10 500 человек). Поход выявил крупные военно-административные способности Блюхера, умение маневрировать. Периодически войска Блюхера сталкивались с разнородными силами белых, но сплошной линии фронта не было. Формирования Блюхера и его соратников не только прошли через весь Урал, но к 12 сентября смогли выйти на соединение с основными силами Советской России (части 3-й армии Восточного фронта), чему способствовали как прерывистая линия фронта Гражданской войны, так и низкая плотность войск. За этот поход Блюхер 28 сентября 1918 г. по постановлению Президиума ВЦИК был награжден орденом Красного Знамени, став его первым кавалером в Советской России.
Инженерное оборудование Каховского плацдарма в августе – октябре 1920 г.
20 сентября 1918 г. Блюхер возглавил 4-ю Уральскую дивизию РККА (с ноября – 30-я стрелковая дивизия). С конца января 1919 г. был помощником командующего 3-й армией Восточного фронта РСФСР, а затем сформировал и возглавил 51-ю стрелковую дивизию, ставшую впоследствии легендарной. Вместе с дивизией Блюхер участвовал в наступлении через Урал на территорию Сибири и в разгроме колчаковских войск. Дивизией был взят Тобольск, участвовала она и во взятии Омска – столицы Белой Сибири.