С февраля 1919 года Фрунзе берёт на себя командование 4‐й армией РККА, которой удалось остановить наступление Колчака на Москву и начать контрнаступление на Урал. После столь значительной победы Красной армии Фрунзе получил орден Красного Знамени.

Часто его можно было увидеть на коне во главе войска, что позволило ему сформировать положительную репутацию в среде красноармейцев. В июне 1919 года Фрунзе получил контузию под Уфой. В июле Михаил Васильевич возглавил Восточный фронт, но через месяц получил задание на южном направлении, в зону которого входили Туркестан и территория Ахтубы. Вплоть до сентября 1920 года Фрунзе проводил успешные операции по линии фронта.

Неоднократно Фрунзе давал гарантии сохранения жизни тем контрреволюционерам, которые готовы были перейти на сторону красных. Михаил Владимирович способствовал гуманному отношению к пленным, что вызывало недовольство у вышестоящих чинов.

Осенью 1920 года началось планомерное наступление красных на армию Врангеля, которая находилась в Крыму и Северной Таврии. После разгрома белых отряды Фрунзе атаковали бывших соратников – бригады батьки Махно и Юрия Тютюнника. Во время крымских боёв Фрунзе получил ранение. В 1921 году вошёл в Центральный комитет РКП (б). В конце 1921 года Фрунзе отправился с политическим визитом в Турцию. Общение советского командующего с турецким вождём Мустафой Кемалем Ататюрком позволило укрепить турецко-советские связи.

В 1923 году на октябрьском пленуме ЦК, где определялось распределение сил между Троцким и тройкой лидеров (Сталиным, Зиновьевым и Каменевым), Фрунзе поддержал последних, выступив с докладом против деятельности Троцкого. Михаил Васильевич обвинял наркома по военным делам в развале Красной армии и отсутствии чёткой системы подготовки военных кадров. По инициативе Фрунзе с высоких военных чинов были сняты троцкисты Антонов-Овсеенко и Склянский. Линию Фрунзе поддерживал начальник генштаба РККА Михаил Тухачевский.

В 1924 году Михаил Фрунзе прошёл путь от заместителя начальника до председателя Реввоенсовета СССР и наркома по военным и морским делам, стал кандидатом в члены Политбюро ЦК и Оргбюро ЦК РКП (б). Также Михаил Фрунзе возглавил штаб Красной армии и Военную академию РККА.

Главной заслугой Фрунзе в этот период можно считать проведение военной реформы, целью которой стало уменьшение численности Красной армии, проведение реорганизации командного состава. Фрунзе ввёл единоначалие, территориальную систему деления войска, участвовал в создании двух независимых структур внутри армии – постоянного войска и мобильных отрядов милиции.

В это время Фрунзе разработал военную теорию, которую изложил в ряде изданий – «Единая военная доктрина и Красная армия», «Военно-политическое воспитание Красной армии», «Фронт и тыл в войне будущего», «Ленин и Красная армия», «Наше военное строительство и задачи Военно-научного общества».

В течение последующего десятилетия в Красной армии благодаря стараниям Фрунзе появились десантные и танковые войска, новое артиллерийское и автоматическое оружие, были разработаны методы ведения тыловой поддержки войска. Михаилу Васильевичу удалось стабилизировать ситуацию в РККА за короткий срок. Теоретические разработки тактики и стратегии ведения боя в условиях империалистической войны, заложенные Фрунзе, в полной мере были реализованы во время Второй Мировой войны.

Осенью 1925 года Михаил Фрунзе обратился к медикам по поводу лечения язвы желудка. Генералу была назначена несложная операция, после проведения которой 31 октября Фрунзе скоропостижно скончался. Официальной причиной смерти стало заражение крови, по неофициальной версии – гибели Фрунзе поспособствовал Сталин.