Из крестьян. Родился в Рыбинском уезде Ярославской губернии. Учился в церковно-приходской школе. Работал на предприятиях Санкт-Петербурга и Москвы, на Казанской железной дороге. В годы Первой мировой войны призван рядовым на фронт, уволен из армии из-за тяжелого ранения. С 1916 г. (возможно, с 1917 г.) в партии большевиков.

После Февральской революции вернулся в армию для революционной работы. Избран в полковой комитет и городской Совет солдатских депутатов в Самаре. Участвовал в установлении советской власти в Поволжье и на Урале: член Самарского военно-революционного комитета, комиссар красногвардейского отряда в Челябинске и председатель Челябинского революционного комитета. Стоял у истоков создания Рабоче-крестьянской Красной армии (РККА).

В начале 1918 г. руководил взятием Оренбурга, занятого казаками атамана  А. И. Дутова. Летом 1918 г. возглавил партизанскую Уральскую армию, окруженную под Оренбургом казаками Оренбургского войска. Вывел ее на соединение с частями РККА под Кунгуром, за что первым в Советской России был награжден орденом Красного Знамени. Командовал 4-й Уральской стрелковой (с ноября 1918 – 30-й стрелковой) дивизией на кунгурском и пермском направлениях. Помощник командующего 3-й армией, начальник Вятского укрепрайона. Начальник 51-й стрелковой дивизии, которая в 1919–1920 гг. участвовала в операциях на Восточном фронте, закончившихся победой над армиями А. В. Колчака.

В августе 1920 г. дивизия была переброшена на юг России для борьбы с войсками генерала П. Н. Врангеля. Обороняла Каховский плацдарм, участвовала в штурме Перекопа, взятии Севастополя и Ялты.

В 1921 г. Блюхер направлен на Дальний Восток, где была создана Дальневосточная Республика (ДВР). Военный министр ДВР и Главнокомандующий Народно-революционной армией ДВР (июль 1921 – июль 1922). Провел реорганизацию армии и одержал ряд побед над белогвардейскими войсками, в том числе в феврале 1922 г. взял Волочаевский укрепленный район. Сыграл большую роль в победе над войсками белых и японскими интервентами на Дальнем Востоке.

После Гражданской войны на высших военных должностях. Главный военный советник Национального правительства Китайской республики в Гуанчжоу (1924–1927), курировал вопросы создания армии Гоминьдана, осуществлял планирование Северного похода. Командующий Особой Краснознаменной Дальневосточной армией (1929–1938). Маршал Советского Союза (1935). В 1938 г. в ходе Хасанского конфликта с войсками Японской императорской армии командовал Дальневосточным фронтом. Был обвинен в неудовлетворительном руководстве войсками и отстранен от должности. 22 октября 1938 г. арестован по обвинению в шпионаже в пользу Японии. Умер в Лефортовской тюрьме 9 ноября 1938 г. Реабилитирован в 1956 г.