В августе 1920 г. М.Н. Тухачевский был назначен начальником Академии Генерального штаба, которая при нем была переименована в Военную академию РабочеКрестьянской Красной Армии (впоследствии – Военная академия РККА им. М.В. Фрунзе, ныне – Общевойсковая академия ВС РФ), где по поручению РВСР провел образовательную и административную реформы, направленные на упорядочение системы управления академией, систематизацию и обновление учебных планов с учетом текущих и перспективных потребностей РККА, расширение круга преподаваемых дисциплин, повышение качества высшего военного образования, улучшение бытовых условий жизни слушателей.
С января 1922 г. по апрель 1924 г. – командующий Западным фронтом. Помощник, а с июля 1925 г. по май 1928 г. – начальник Штаба РККА, член Комиссии по подготовке РККА. Принимал активное участие в проведении военной реформы 1924–1925 гг.
С мая 1928 г. – командующий войсками Ленинградского военного округа. В этот период времени он уделяет огромное внимание ракетным организациям Ленинграда и становится частым гостем в ГДЛ и ЛенГИРД’е. Получив ГДЛ в наследство от своего предшественника А.И. Корка, М.Н. Тухачевский сразу же понял всю значимость и необходимость работ, проводимых Лабораторией. Для обеспечения всем необходимым он закрепляет за ГДЛ своего помощника Н.Я. Ильина, а когда уезжает на новую должность, то, для убыстрения процесса снабжения организации, назначает его еще и начальником ГДЛ.
С 1931 г. – заместитель наркома по военным и морским делам и заместитель председателя Реввоенсовета СССР, начальник вооружений РККА (с 1931 г.), с 1934 г. – заместитель наркома обороны, с 1936 г. – первый заместитель наркома обороны и начальник управления боевой подготовки.
М.Н. Тухачевскому принадлежит большая заслуга в техническом перевооружении советской армии, развитии новых видов и родов войск – авиации, механизированных и воздушнодесантных войск. Кроме того, именно благодаря ему был создан первый в мире Реактивный научноисследовательский институт, а это значит, что М.Н. Тухачевскому мы обязаны созданием базы, положившей начало всей отечественной ракетной и космической технике.