Из    дворян.    Родился в  Смоленской      губернии.     Закончил 1-й Московский кадетский корпус (1912), Александровское военное училище (1914). Участник Первой мировой войны, попал в плен. В сентябре 1917 г. совершил побег, вернулся в Россию.

С марта 1918 г. в Рабоче-крестьянской Красной армии (РККА). Работал в военном отделе Всероссийского центрального исполнительного комитета (ВЦИК) Советов, военный комиссар Московского района обороны. В июне 1918 – январе 1919 г. командующий 1-й армией Восточного фронта РККА. В сентябре 1918 г. разработал и осуществил операцию по взятию Симбирска. В январе–марте 1919 г. помощник командующего Южным фронтом, командующий 8-й армией, участвовавшей в боях против Донской армии белых. В апреле–ноябре 1919 г. командовал 5-й армией Восточного фронта РККА. Руководил операциями против войск А. В. Колчака. Награжден орденом Красного Знамени за Челябинскую операцию, Почетным революционным оружием (1919).

С февраля по апрель 1920 г. командующий Кавказским фронтом, войска которого завершили разгром сил А. И. Деникина. В апреле 1920 – марте 1921 г. командующий Западным фронтом в ходе Советско-польской войны.

В результате несогласованных действий с Юго-Западным фронтом (командующий А. И. Егоров, член Реввоенсовета И. В. Сталин) войска Тухачевского были разбиты под Варшавой польской армией во главе с Ю. Пилсудским.

В марте 1921 г. командующий 7-й армией при подавлении Кронштадтского восстания. В мае 1921 г. участвовал в подавлении восстания под руководством А. С. Антонова на Тамбовщине.

С 1921 г. начальник Военной академии РККА. В 1922–1924 гг. командующий Западным фронтом. В 1924–1925 гг. заместитель, с 1925 г. начальник Штаба РККА. В 1928–1931 гг. командующий Ленинградским военным округом. С 1931 г. начальник вооружений РККА, затем заместитель председателя Реввоенсовета СССР, заместитель и 1-й заместитель наркома обороны. С 1934 г. кандидат в члены ЦК ВКП(б). Маршал Советского Союза (1935). Автор работ по истории гражданской войны и военно-теоретических трудов.

В 1937 г. по делу «антисоветской троцкистской военной организации» приговорен к смертной казни и расстрелян. Реабилитирован в 1957 г.