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 в стыке двух рот и окружили 7-ю роту. В рукопашном бою она была уничтожена почти полностью. Тухачевскому повезло больше, чем командиру роты, которого неприятельские солдаты подняли на штыки. В момент атаки Михаил Николаевич 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».
В письмах сестрам Тухачевский советовал перечитывать «Слово о полку Игореве», намекая, что, 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.
Двоюродной сестре своей второй жены, писавшей под псевдонимом Лидия 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».
Пять раз пытался Тухачевский бежать из плена. Четыре попытки окончились неудачей. Свояченице Михаил Николаевич позднее говорил: «Сидевший со мной в плену в Ингольштадте, куда меня привезли после четвертого побега, французский офицер, когда я снова начал строить планы побега, сказал: «Вы, наверное, маньяк, неужели вам не довольно неудачных попыток…» Но неудачи первых побегов меня не обескуражили, и я готовился к новому. Немцев я ненавидел, как ненавидит дрессировщиков пойманный в клетку зверь. Рассуждения моих товарищей по плену, иностранных офицеров о причинах неудач русско-японской кампании и наших поражений в эту войну меня приводили в бешенство. Устав обдумывать план побега, я отдыхал тем, что мысленно реорганизовывал нашу армию, создавал другую, которая должна была поставить на колени Германию. И дать почувствовать всему миру мощь России. Я составлял планы боевых операций и вел армии в бой… Может, тогда я был на грани помешательства…» Позднее Тухачевскому довелось воплотить мечту в жизнь — создать новую массовую армию, оснащенную самой передовой техникой.
Тем временем в России назревала революция. Тухачевский ее предчувствовал. Незадолго до февраля 1917 года он поделился с французским офицером Фер-ваком своими мыслями о будущем российской монархии: «Вот вчера мы, русские офицеры, пили за здоровье русского императора. А быть может, этот обед был поминальным. Наш император — недалекий человек… И многим офицерам надоел нынешний режим… Однако и конституционный режим на западный манер был бы концом России. России нужна твердая, сильная власть…»
Видя слабость пришедшего на смену царю демократического Временного правительства, Михаил Николаевич однажды сказал Ферваку: «Если Ленин окажется способным избавить Россию от хлама старых предрассудков и поможет ей стать независимой, свободной и сильной державой, я пойду за ним». А в другой раз еще более определенно заявил: «Я выбираю марксизм!»
В конце концов Тухачевскому представился удобный случай бежать из плена. На основе международного соглашения пленным разрешили прогулки в городе, при условии, что они дадут письменное обязательство не пытаться бежать во время прогулок. Находившийся вместе с Тухачевским в Инголыптадтском лагере А. В. Благодатов (впоследствии — генерал-лейтенант Советской Армии) следующим образом описывает обстоятельства последнего, удачного побега: «Тухачевский и его товарищ капитан Генерального штаба Чернявский сумели как-то устроить, что на их документах расписались другие. И в один из дней они оба бежали. Шестеро суток скитались беглецы по лесам и полям, скрываясь от погони. А на седьмые наткнулись на жандармов. Однако выносливый и физически крепкий Тухачевский удрал от преследователей… Через некоторое время ему удалось перейти швейцарскую границу и таким образом вернуться на Родину. А капитан Чернявский был водворен обратно в лагерь.