Между тем возобновилась война на Западном фронте. В апреле перешли в наступление и стали быстро продвигаться в глубь Украины польские войска.
Тухачевского в срочном порядке отправили в Смоленск, где он 29 апреля вступил в командование войсками Западного фронта, расположенного в Белоруссии. Ситуация была тревожной. Находившиеся южнее войска Юго-Западного фронта отступали. 7 мая поляки и поддержавшие их петлюровцы захватили Киев, в нескольких местах форсировали Днепр и закрепились на восточном берегу. Чтобы помочь соседям, Тухачевский, не дожидаясь сосредоточения всех сил, начал 14 мая наступление на Свенцяны, Молодечно и Борисов. Поначалу наступление было успешным, но вскоре поляки, бросив в бой свежие силы, перешли в контрнаступление. Резервов у Тухачевского не оказалось, так как он вложил все свои силы в первый удар, рассчитывая создать резервы позднее, из новых дивизий, перебрасываемых из глубины России. Западный фронт начал отступать. Но в это время под Киевом перешла в наступление и прорвала фронт 1-я Конная армия Буденного. Польское командование начало поспешно отводить свои войска от Днепра и перебрасывать подкрепление из Белоруссии. Нажим на Тухачевского ослаб, и он немедленно воспользовался этим. 4 июля он, в свою очередь, перешел в наступление. При этом две трети своих сил он сосредоточил на направлении главного удара — узком участке фронта протяженностью 90 км. Прорвав оборону противника, советские войска стали быстро охватывать правый фланг польской армии. Тухачевский планировал окружить в районе Германовичей часть польских дивизий, а остальные загнать в болотистое Полесье. Хотя замысел этот не был осуществлен (большая часть поляков избежала окружения), поражение противника было налицо — он стал быстро отступать на запад. 11 июля Тухачевский занял Минск, 14 июля — Вильно, 19-го — Барановичи и Гродно, 23-го — Пинск, 1 августа — Брест-Литовский. На повестку дня выдвигался штурм Варшавы.
Успех вскружил красным голову. Вместо того, чтобы собирать силы на одном направлении, Тухачевский предложил Реввоенсовету осуществить войсками Юго-Западного фронта захват Львова. Советские армии стали расходиться в разных направлениях, линия фронта растягивалась с каждым днем. В середине августа Западный фронт форсировал Вислу и начал глубокий охват польской столицы с севера. Сюда Тухачевский бросил лучшие армии, сильно ослабив свой левый фланг (он рассчитывал укрепить его 1-й Конной армией, но та задержалась под Львовом и не успела вовремя на Западный фронт). Поляки поспешили воспользоваться ошибками советского командования. 16 августа они нанесли неожиданный удар из района реки Вепш в образовавшийся разрыв между Юго-Западным и Западным фронтами. Парировать его Тухачевскому было нечем. Левый фланг его фронта был разгромлен в течение суток, а правый отсечен и окружен севернее Варшавы.
Польские дивизии стремительно двинулись на восток. Разбитые части Красной Армии почти не оказывали им сопротивления. В октябре советское правительство было вынуждено заключить с Польшей очень невыгодный мир. К этому времени поляки овладели Западной Украиной и Западной Белоруссией.
Эти земли оставались за ними вплоть до 1939 г.
Провал польской кампании сильно подмочил репутацию Тухачевского как непобедимого стратега. В следующем году он смог лишь отчасти восстановить ее, подавив Кронштадтский и Антоновский мятежи. Как известно, восстание матросов Кронштадта в марте 1921 г. было вызвано политикой военного коммунизма, продолжавшейся и после окончания Гражданской войны. Выступление матросов началось 27 февраля, когда экипажи линкоров «Севастополь» и «Петропавловск» приняли резолюцию с требованием «свободы слова и печати для рабочих и крестьян, анархистов и социалистических партий, свободы собраний и профессиональных союзов», освобождения политзаключенных, перевыборов Советов тайным голосованием, ликвидации политотделов, упразднения заградотрядов, права свободной торговли для крестьян, уравнения пайков для всех трудящихся. Эта резолюция была поддержана всеми моряками и красноармейцами. Большевистское руководство Петрограда не разглядело вовремя серьезности ситуации и не пошло на уступки. В результате 1 марта началось восстание, в котором участвовало около 27 тысяч человек. Арестовав комиссара Кузьмина, матросы образовали ревком.
Когда стало ясно, что выступление придется подавлять силой, в Петроград был немедленно отправлен Тухачевский. Он возглавил 7-ю армию, численностью 45 тысяч человек. Несмотря на превосходство в силах захват Кронштадта представлялся непростым делом. Крепость располагалась на острове Котлин.