Много времени отводил Левандовский изучению теории военного искусства, критическому разбору минувших войн и сражений, настойчиво искал новые формы и методы обучения и воспитания войск. Он собрал дома обширную библиотеку, насчитывавшую несколько тысяч экземпляров. Грамотный, творчески мыслящий военачальник, инициативный командир, он пользовался большим авторитетом в армейской среде. В октябре 1928 года его перевели в Москву начальником одного из главных управлений РККА. Доверие окрыляло, пост был очень ответственным, но кабинетная работа тяготила Михаила Карловича, которому по душе всегда было живое, практическое дело. Он постоянно стремился находиться в гуще армейских масс.
В декабре 1929 года Левандовского назначили командующим самого большого в стране Сибирского военного округа, простиравшегося от Уральских гор до Чукотки и от китайской границы до островов Северного Ледовитого океана. В тридцатые годы после захвата японцами Маньчжурии и вторжения в Китай Южная Сибирь и Дальний Восток стали самыми напряженными районами. Партия предпринимала огромные усилия к тому, чтобы обезопасить восточные границы страны. Не случайно в этой связи и выдвижение М. К. Левандовского на пост командующего округом. Ведь не раз уже он проявлял в сложных условиях талант организатора, знания и волю командира. Всегда его первым и основным требованием было то, чтобы учить войска в условиях, максимально приближенных к боевой обстановке. Теперь же особое внимание обращал он на овладение искусством боевых действий в горной и холмистой местности, на взаимодействие всех родов и видов войск, освоение всех возможностей новой техники и вооружения. Командующий округом лично проводил крупные маневры и занятия по тактической, огневой и специальной подготовке. Пехота и кавалерия отрабатывали приемы обороны и наступления с применением авиации, артиллерии, танков, боевых кораблей Амурской речной флотилии и Тихоокеанского флота. Большое внимание уделял он политической подготовке, воспитанию в войсках постоянной боевой готовности.
Молодой командующий округом всех заражал своей энергией, был неутомим в своих поисках нового, передового. Многие считали его чрезмерно строгим и требовательным. Он действительно не допускал малейшего отступления от уставных норм, но самые высокие требования предъявлял прежде всего к себе, справедливо считая, что командующий должен быть образцом во всем. Скромный, сдержанный, неизменно корректный и вежливый, он никогда не повышал голоса, но по отношению к любителям легкой жизни и нарушителям воинского устава был тверд и непримирим.
Командиры и политработники, общавшиеся с Левандовским, отмечали его пытливый ум и склонность к исследовательской работе. В написанной им книге «Воспоминания о гражданской войне», которая сохранилась всего в нескольких экземплярах, он обобщил богатый опыт, накопленный им за долгие годы службы в Красной Армии, творчески развил вопросы теории и практики военного дела, сделал ряд верных выводов о характере и особенностях будущих войн.
Мечта пополнить свои знания в академии с годами не оставляла его. И вот однажды его срочно вызвали в Москву. По приезде в столицу Михаил Карлович узнал неожиданную для себя новость — вместе с несколькими крупными военачальниками его зачислили в Академию Генерального штаба Германии, где в сжатые сроки предстояло пройти полный курс обучения. Стремясь лучше усвоить материал, Левандовский засел за изучение немецкого языка. Он ни на минуту не расставался со словарем, допоздна засиживался в библиотеке, поражал профессоров своим упорством, желанием докопаться до сути изучаемого предмета. Настойчивый стажер не пропускал ни одной лекции, ни одного занятия на полигоне, досконально изучал все виды немецкого оружия, вникал во все тонкости стратегии и тактики германской армии. Месяцы, проведенные в стенах академии, обогатили Левандовского новыми знаниями, показали сильные и слабые стороны одной из сильнейших армий капиталистического мира — вероятного противника.
После возвращения домой, в ноябре 1933 года, его вновь назначили командующим Краснознаменной Кавказской армией, которая затем, в июне 1935 года, была преобразована в Закавказский военный округ.
Побывав в частях, познакомившись с обстановкой, Михаил Карлович задумал провести крупные тактические учения. Он стремился закрепить полученные в Берлине знания, хотел ознакомить командный состав со стратегией и тактикой немецкой армии. События, происходившие на глазах Левандовского в Германии, убедили его, что фашизм являет собой серьезную угрозу миру, особенно стране социализма, что предстоит упорно и настойчиво готовиться к отпору сильного врага.
На учение съехалось более 400 высших командиров Красной Армии, Краснознаменной Каспийской флотилии, Черноморского флота, секретари ЦК КП Грузии, Азербайджана, Армении, члены правительства, военные представители Германии, Англии, Швеции, Швейцарии и других стран. Михаил Карлович послал приглашение своему давнему другу Председателю ЦИК Грузинской ССР Ф. И. Махарадзе.