В марте 1921 года М. Н. Тухачевский командовал штурмом мятежного Кронштадта, где против монопольной власти большевиков и перегибов продразверстки восстали моряки Балтийского флота, бывшие до самого последнего момента надежным оплотом большевистского переворота 1917 года.

В мае – июле 1921 года М. Н. Тухачевский назначен командующим войсками Тамбовской губернии, выполнявшими задачу окончательной ликвидации антибольшевистского восстания (антоновщины), вызванного ошибками и перегибами губернских властей при проведении продразверстки. В течение июня в результате нескольких успешных операций крупные повстанческие соединения были уничтожены или рассеяны силами специально созданной для непрерывного преследования и уничтожения партизанских отрядов сводной кавалерийской группы под командованием И. П. Уборевича, усиленной автобронеотрядами. Мелкие разрозненные отряды ликвидировались силами частей боеучастков. Одновременно проводились мероприятия по выявлению и нейтрализации единичных повстанцев и им сочувствующих, изъятию имеющегося у населения на руках оружия, по восстановлению низовых органов государственной власти и по созданию устойчивой и работоспособной государственной власти на местах. В результате принятых мер, проводившихся параллельно с экономическими в рамках политики нэпа, политическими и информационно-пропагандистскими, к концу июля – началу августа 1921 года восстание было ликвидировано. Вопреки устоявшемуся за последние десятилетия мнению о том, что восстание было подавлено благодаря использованию химического оружия, его реальное применение ограничилось несколькими десятками снарядов, снаряженных смесью на основе слезоточивого газа.

5 августа 1921 года М. Н. Тухачевский приказом РВСР № 1675 назначен начальником Академии Генерального штаба, которая при нем была переименована в Военную академию Рабоче-крестьянской Красной армии (впоследствии – Военная академия РККА имени М. В. Фрунзе, ныне – учебно-научный центр 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 Красной армии, на расширение штатов преподавателей за счет привлечения к работе фронтовиков – участников Гражданской войны, на расширение круга преподаваемых дисциплин, повышение качества высшего военного образования, улучшение бытовых условий жизни слушателей.

С января 1922 года по апрель 1924 года – командующий Западным фронтом. Помощник, а с июля 1925 года по май 1928 года – начальник Штаба РККА, член Комиссии по подготовке РККА. Принимал активное участие в проведении военной реформы 1924–1925 годов.

С 1928 года М. Н. Тухачевский – командующий войсками Ленинградского военного округа. В этот период времени он уделяет огромное внимание ракетным организациям Ленинграда и становится частым гостем в ГДЛ и ЛенГИРДе. Получив ГДЛ в наследство от своего предшественника А. И. Корка, М. Н. Тухачевский сразу же понял всю значимость и необходимость работ, проводимых ГДЛ. 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. В это же время, отслеживая работу ГДЛ в части разработки реактивных снарядов и ракетного мотора, он начинает ходатайствовать о предоставлении нужного объема средств, чтобы организация могла не только закончить начатые работы, но и продолжать свои исследования дальше.