С 5 апреля по 25 ноября 1919 г. М.Н. Тухачевский – командующий 5-й армией красного Восточного фронта. Армия в составе Южной группы (командующий М.В. Фрунзе) принимала участие в весеннем наступлении Восточного фронта против Западной и Сибирской армий адмирала
А.В. Колчака, где сыграла решающую роль в Бугурусланской (28 апреля – 13 мая) операции против Западной армии, сорвав план выхода колчаковцев к Волге. Успешно проведенные Пятой армией Белебейская (15–19 мая), Уфимская (25 мая – 20 июня), Златоустовская (26 июня – 13 июля) и Челябинская (17 июля – 4 августа) операции привели к освобождению Поволжья, Урала и выходу к Западной Сибири. Начавшаяся для красных неудачно Тобольско-Петропавловская (20 августа – 2 сентября, 2 сентября – 13 октября, 14 октября – 4 ноября 1919 г.) операция (причинами неудач послужили ошибочные оперативные решения командования фронта, а также недооценка им способности колчаковцев к сопротивлению) завершилась поражением Западной армии (3-й не отдельной Московской группы) белых и очищением междуречья Тобола и Ишима. В ходе Омской операции (4-14 ноября 1919 г.) по освобождению Сибири части 5-й армии (27-я стрелковая дивизия) первыми заняли столицу А.В. Колчака. За командование 5-й армией в августе 1919 г. М.Н. Тухачевский был награжден орденом Красного Знамени.
В феврале – апреле 1920 г. М.Н. Тухачевский – командующий Кавказским фронтом. Под его руководством успешно проведена Доно-Манычская операция, входе которой 10-я и 1 – я Конная армии ударом на Тихорецкую в стык между Донской и Кубанской армиями отсекли последнюю от главных сил ВСЮР, а оставшиеся армии фронта выбили Добровольческую и Донскую армии из Ростовской области. Операция, сорвав планы деникинцев на собственное наступление, завершилась общим отступлением остатков ВСЮР за Кубань. Фронтовая Кубано-Новороссийская операция завершила разгром Вооруженных Сил Юга России.
Вскоре, 22 мая 1920 г., приказом РВСР М.Н. Тухачевского причислили к Генеральному штабу. В апреле – августе 1920 г., во время советско-польской войны, командовал Западным фронтом. Как отмечалось в советской военной литературе, одной из причин поражения РККА в войне явились эксцентрическое расхождение операционных линий, вызванное рассогласованностью действий Главного командования, командования Западного и Юго-Западного фронтов, а также отказ командования Юго-Западного фронта подчиниться директивам Главного командования и своевременно передать в оперативное подчинение командованию Западного фронта 12-ю и 1-ю Конную армии накануне решающей Варшавской наступательной операции.