В ноябре 1919 года Бармин был назначен комиссаром полка и пробыл в этой должности до переброски полка в тыл ввиду больших потерь. В связи с тем, что полк переформировывался, он отпросился у начальства на командные курсы, так как на собственном опыте почувствовал необходимость для армии красных командиров, кампания за создание которых тогда активно проводилась Троцким и его сподвижниками. В начале декабря он был зачислен курсантом в Минские пехотные советские командные курсы, находившиеся в Гомеле. За время пребывания на учебе он три раза выезжал со своими товарищами на фронты – деникинский и польский, принимал активное участие в партийной, советской и общественной работе, был секретарем бюро ячейки Российской коммунистической партии (большевиков) (РКП(б)) курсов, председателем культпросветкомиссии, вел партийную работу по заданию комитета партии, инструктировал ячейки, выступал с докладами на заводах, в воинских частях, на собраниях, вел оргработу, принимал участие в различных кампаниях, председательствовал на партсобраниях, был делегатом губернских партийных съездов, партийных и профсоюзных конференций. Был избран от курсов в Гомельский Совет рабочих и крестьянских депутатов и членом Мандатной комиссии Совета от фракции коммунистов, делегатом губернского съезда Советов.
В мае 1920 года состоялся выпуск и Бармин был произведен в красные командиры, после чего был откомандирован в распоряжение штаба 16-й армии, где служит сначала командиром взвода, а затем – командиром роты, при этом продолжает вести активную партийную работу, являясь членом бюро ячейки 1-го запасного стрелкового полка на польском фронте, председателем культпросветкомиссии, читает лекции в полковой партшколе.
В октябре 1920 года Бармин был откомандирован Реввоенсоветом (РВС) 16-й армии в военную академию, куда был принят по первой очереди на младший курс. Одновременно он поступил на младший курс Восточного отделения академии, на котором занимался по вечерам. Кроме того, с января по июнь 1921 года Бармин посещает также вечерние дипломатические курсы Наркомата иностранных дел (НКИД) и Наркомата внешней торговли (НКВТ), где изучает общественные науки, правовой и экономический циклы.
По окончании младших курсов академии и Восточного отделения в июне 1921 года Бармин на летний период откомандировывался Штабом Рабоче-Крестьянской Красной Армии (РККА) в Бухару, где в течение семи месяцев ведет работу одновременно по военной линии и по линии НКИД, будучи уполномоченным РВС Туркестанского фронта, а также секретарем полномочного представительства (посольства) РСФСР и консулом в Карши. Здесь же он занимается партийной работой, будучи секретарем каршинской ячейки РКП(б). Во время своей бухарской командировки Бармин заболел малярией. В дальнейшем это обстоятельство сильно повлияет на его карьеру.
После возвращения из Бухары в начале зимы Бармин продолжил занятия на старших курсах Восточного отделения академии. Одновременно с декабря 1921 по май 1922 года он работает помощником секретаря в секретариате Чичерина. В июле 1922 года Бармин получил назначение вторым секретарем полпредства РСФСР в Латвии, где в течение четырех месяцев, вплоть до ноября, работал, а также лечился от полученной в Бухаре тропической малярии. Заметим кстати, что должность второго секретаря полпредства в то время традиционно резервировалась для легальных резидентов советской военной разведки. Сразу после возвращения в течение месяца был секретарем бюро на конференции по разоружению в Москве.
По приезде осенью на последний курс академии Бармин прошел партийную чистку, проводимую специальной комиссией ЦК, назначенной для проверки основного курса и Восточного отделения академии. По этой чистке Бармин был оставлен в ВКП(б) и на Восточном отделении, но исключен с основного факультета. В просьбе о восстановлении ему было отказано. Точной причины отказа он так и не узнал, однако «неофициально слышал, что не то по молодости и болезненности, не то по недостатку выслуги». Причем ему было оставлено право окончить основной факультет в дальнейшем.
В связи с этим весьма любопытно, что сам Бармин хорошо понимал возможность исключения из академии и поэтому в одной из анкет (1 февраля 1921 года) пошел на прямой подлог, указав, что являлся студентом Киевского университета, якобы участвовал в первой мировой войне и имел чин младшего унтер-офицера, в 1916—1917 годах находился в Финляндии и Румынии, в 1918-м – в партизанском отряде, то есть явно фальсифицировал свою биографию с целью придания ей большей солидности.
Начав занятия на третьем курсе Восточного отделения, Бармин закончил его 1 августа 1923 года «по персидскому классу» и был откомандирован в Штаб РККА для работы по специальности. За время учебы он изучил фарси, позднее изучил также английский, итальянский, польский и французский языки.