Из семьи военного инженера. Окончил Александровское военное училище (1900) и Николаевскую академию Генерального штаба (1907). Участник Первой мировой войны, полковник (1915).

После Февральской революции 1917 г. поддержал новую власть, сблизился с революционно настроенными солдатами, стал выборным командиром 30-го Полтавского полка. С осени начальник штаба 15-го армейского корпуса. После Октябрьского переворота поддержал большевиков, избран начальником штаба 3-й армии.

С весны 1918 г. служил в Рабоче-крестьянской Красной армии (РККА), военный руководитель Невельского района Западного участка отрядов завесы. С июня командир 1-й Витебской пехотной дивизии. С августа военный руководитель Западного участка завесы и военрук Смоленского района.

С сентября 1918 г. по июль 1919 г. командующий Восточным фронтом РККА, руководил наступлением на Волге и Урале против Русской армии А. В. Колчака. В 1919–1924 гг. Главнокомандующий Вооруженными силами Республики. Руководил  операциями  по  разгрому  армий  А. И. Деникина и П. Н. Врангеля, ликвидации последних очагов сопротивления большевикам в Карелии, Бухаре и Фергане, подавлению восстания А. С. Антонова в Тамбовской губернии. В 1920 г. разработал план наступления на Польшу, но его реализации помешали недооценка сил противника и противодействие со стороны командования Юго-Западного фронта (А. И. Егорова и И. В. Сталина).

Занимал руководящие должности в РККА. Член ВКП(б) с 1930 г. Командарм 1-го ранга (1935). Скончался от сердечного приступа.