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».
Осенью 1914 года Тухачевский на пару дней вырвался к семье в Москву в связи со скоропостижной смертью отца. Сестры не успели сообщить Михаилу об этом несчастье — он сам почувствовал, что дома что-то случилось, и выбил у начальства краткосрочный отпуск. 1914 год был для Тухачевских очень несчастливым. Кроме Николая Николаевича, еще до начала войны умерли сестра Надя, талантливая художница, выпускница Строгановского училища, и брат Игорь. Двое других братьев, Николай и Александр, были призваны в армию прапорщиками в один с Михаилом Семеновский полк. Но брата там они уже не застали.
Воевал Тухачевский храбро и умело. Не обходили его и награды. Позднее, уже в Красной армии Михаил Николаевич отметил, что за Первую мировую войну удостоился всех орденов «от Анны IV степени до Владимира IV степени включительно». Мало кто из офицеров мог похвастать таким количеством отличий к 22 годам! 5 ноября 1914 года Тухачевский в бою у местечка Скала был ранен и отправлен в госпиталь в Москву. Здесь его в последний раз встретил В. Посторонкин, вспоминавший, что Тухачевский «особенно восторженно говорил о своих боевых действиях, о том, что он известен уже в целой дивизии. В его глазах светился огонек затаенной досады — его заветная мечта о получении ордена Св. Георгия 4-й степени не осуществилась». Пристрастность свидетеля, стремящегося представить нам Тухачевского только как беспринципного карьериста, здесь сразу же бросается в глаза. Интересно, каким это образом Посторонкину удалось увидеть в глазах раненого подпоручика досаду, если она была «затаенной» и, как явствует из текста воспоминаний, Тухачевский в беседе с мемуаристом ни словом не обмолвился о своем неудовольствии по поводу получения вместо Георгия Владимира? К тому же нет никаких данных, что младший офицер не ладил с командиром роты, завидовал ему — в противном случае он вряд ли успел бы за полгода получить такое количество наград.
В начале 1915 года развернулись тяжелые бои в районе польского города Ломжа. О них вспоминал позднее генерал П. Н. Краснов, в Гражданскую войну ставший донским атаманом: «Шли страшные бои под Ломжей. Гвардейская пехота сгорала в них, как сгорает солома, охапками бросаемая в костер». В тех боях суждено было сгореть без остатка и роте Тухачевского. 19 февраля 1915 года Семеновский полк занимал позиции в лесу перед селением Высокие Дужи, расположенном на дороге между городами Ломжа и Кольно. Днем немцы атаковали окопы семеновцев после мощной артподготовки, но захватить их не смогли. Тогда ночью они предприняли внезапную атаку, прорвались на стыке двух рот и окружили 7-ю роту. В рукопашном бою она была уничтожена почти полностью. Оставшиеся в живых солдаты и офицеры попали в плен. Выскочившего из блиндажа капитана Веселаго немцы подняли на штыки. Впоследствии на его теле насчитали более двадцати штыковых ран. Опознать обезображенный труп ротного удалось только по Георгиевскому кресту — сослужила-таки награда службу. Тухачевскому повезло больше. В момент атаки он спал в неглубоком окопчике. Проснувшись, пытался организовать сопротивление своей роты, отстреливался от нападавших из револьвера, но был быстро сбит с ног, оглушен и очутился в плену. Приказом по полку от 27 февраля 1915 года Тухачевский вместе с Веселаго были объявлены погибшими. Лишь несколько месяцев спустя семья получила через Красный Крест письмо из Германии от Михаила. Мать и сестры несказанно обрадовались его «воскрешению».
Письма из плена Тухачевский писал бодрые, чтобы не волновать родных: «Жив-здоров, всё благополучно». А в одной открытке с юмором сообщал: «Сегодня нам давали мёд, который вкусом и цветом похож на ваксу». Из-за морской блокады со стороны Антанты население Германии вело полуголодное существование. Пленных, даже офицеров, кормили довольно скудно, нередко заменителями натуральных продуктов, вроде эрзац-кофе. Очевидно, Михаилу довелось попробовать эрзац-мед — еще один плод немецкой изобретательности в эпоху «гениально организованного голода», как называли систему жесткого нормирования продовольствия сами немцы. В письмах сестрам Тухачевский советовал перечитывать «Слово о полку Игореве», намекая, что он, подобно герою древней поэмы, готовится к бегству из плена. Но отнюдь не голод толкал Михаила Николаевича, как и многих других пленных офицеров, к побегу. Он хотел продолжать воевать, верил в победу над Германией и ее союзниками, горел желанием показать свое воинское мастерство, найти на полях сражений свой Тулон.
Лидии Норд много лет спустя Тухачевский признавался: «Войне я очень обрадовался… Мечтал о больших подвигах, а попал в плен. Но еще до плена я уже получил орден Владимира с мечами. В душе я очень гордился этим, но старательно скрывал свое чувство от других. И был уверен, что заслужу и Георгиевский крест». Это откровение, кстати, гораздо больше походит на правду, чем утверждения Посторонкина, будто награждение Владимиром с мечами Тухачевский воспринял как обиду, поскольку рассчитывал на Георгия.
Пять раз пытался Тухачевский бежать из плена. Четыре попытки окончились неудачей. Так, во время третьего побега из офицерского лагеря в Бад-Штуере Тухачевский вместе с прапорщиком Филипповым выбрался из-за колючей проволоки в ящиках с грязным бельем. Двадцать шесть дней добирались беглецы до голландской границы, питаясь только тем, что ночью удавалось стянуть на крестьянских огородах. Филиппову удалось уйти в Голландию, а Тухачевского у самой цели схватили германские пограничники. В конце концов его отправили в знаменитый интернациональный лагерь в 9-м форте старинной баварской крепости Ингольштадт, куда свозили со всей Германии самых неисправимых беглецов. Здесь были не только русские, но и французы, англичане, итальянцы, бельгийцы… Из казематов форта убежать было очень сложно, но Тухачевский не оставлял мысль о том, чтобы любой ценой вырваться из плена. И помогал бежать другим. Французский офицер Гойс де Мейзерак, дослужившийся потом до генерала, вспоминал, как Тухачевский согласился назваться вместо него на вечерней поверке, чтобы прикрыть побег и дать беглецу, выбравшемуся за пределы крепости в ящике из-под бисквитов, возможность выиграть первые, самые дорогие часы у погони.