К 1912 году относится знакомство Тухачевского с большевиком Н.Н. Кулябко, вскоре переросшее в большую дружбу. Николай Николаевич окончил Гнесинское музыкальное училище и стал учиться в Консерватории у профессора Н.С. Жиляева, благодаря которому стал вхож в дом Тухачевских, неравнодушных к музыке. Сам Михаил играл на рояле и на скрипке, а впоследствии увлекся изготовлением скрипок и даже написал специальное пособие «Справка о грунтах и лаках для скрипок». Позднее он признавался одному из сослуживцев: «Нет ничего прекраснее музыки. Это моя вторая страсть, после военного дела».
И в кадетском корпусе, и в юнкерском училище Тухачевский оставался убежденным атеистом, хотя, наученный горьким опытом в пензенской гимназии, не выказывал публично своего неверия. Известный музыковед, друг и биограф композитора и пианиста Сергея Танеева Леонид Сабанеев, вхожий в семейство Тухачевских, свидетельствовал: Михаил был юношей «весьма самонадеянным, чувствовавшим себя рожденным для великих дел», причем порой «это у него носило характер мальчишества: он снимался в позах Наполеона, усваивал себе надменное выражение лица. По-видимому, он был лишен каких бы то ни было принципов, — тут в нем было нечто от «достоевщины», скорее от «ставрогинщины». Он, видимо, готовился в сверхчеловеки». Здесь под отсутствием принципов недружественно настроенный к Тухачевскому Сабанеев, несомненно, имеет в виду отсутствие религиозно-нравственных, христианских принципов.
12 июля 1914 года Михаил Тухачевский закончил Александровское военное училище первым по успеваемости и дисциплине. Его произвели в подпоручики и, по правилам, предоставили свободный выбор места службы. Тухачевский, как завещал дед-генерал, предпочел лейб-гвардии Семеновский полк. По словам дяди Тухачевского, полковника М.Н. Балкашина, племянник собирался продолжить военное образование: «Он был очень способен и честолюбив, намеревался сделать военную карьеру, мечтал поступить в Академию Генерального штаба». А там, глядишь, — прямая дорога в генералы, если, чем черт не шутит, не в фельдмаршалы. Пока же свежеиспеченный подпоручик, получив 300 рублей казенных денег на экипировку — для Тухачевских сумма немалая, — отправился во Вражское в отпуск. Но отпуск пришлось прервать до срока: была объявлена мобилизация и война. Тухачевский вынужден был спешно догонять свой полк, выступивший в район Варшавы. Молодого подпоручика назначили младшим офицером (по-нынешнему — заместителем командира) 7-й роты 2-го батальона. Ротой командовал опытный воин капитан Веселаго, добровольцем участвовавший еще в русско-японской войне. Вскоре полк перебросили в район Ивангорода и Люблина против австро-венгерских войск. 2 сентября 1914 года рота Веселаго и Тухачевского под фольварком Викмундово у местечка Кржешов с боем форсировала реку Сан по подожженному австрийцами мосту, а потом благополучно вернулась на восточный берег с трофеями и пленными. Командир роты за этот подвиг получил орден Св. Георгия 4-й степени, младший офицер — орден Св. Владимира 4-й степени с мечами. Потом последовали другие бои с австрийцами и пришедшими им на помощь немецкими частями. Тухачевский отличился еще несколько раз. Его товарищ по полку А.А. Типольт, командовавший взводом в 6-й роте того же 2-го батальона, вспоминал случай, происшедший в конце сентября или начале октября 1914 года: «Полк занимал позиции неподалеку от Кракова, по правому берегу Вислы. Немцы укрепились на господствующем левом берегу. Перед нашим батальоном посредине Вислы находился небольшой песчаный островок. Офицеры нередко говорили о том, что вот, дескать, не худо бы попасть на островок и оттуда высмотреть, как построена вражеская оборона, много ли сил у немцев… Не худо, да как это сделать? Миша Тухачевский молча слушал такие разговоры и упорно о чем-то думал. И вот однажды он раздобыл маленькую рыбачью лодчонку, борта которой едва возвышались над водой, вечером лег в нее, оттолкнулся от берега и тихо поплыл. В полном одиночестве он провел на островке всю ночь, часть утра и благополучно вернулся на наш берег, доставив те самые сведения, о которых так мечтали в полку».