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 Святого Георгия 4‑й степени, младший офицер – орден Святого 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».
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.