После окончания Гражданской войны Шумилов остался на военной службе. Все свои знания, накопленный в боях опыт он отдавал делу подготовки красноармейцев. Его служба проходила в 58-м стрелковом полку 7-й стрелковой дивизии Харьковского военного округа, где он с июля 1921 года командовал батальоном. В 1924 году Шумилов окончил Высшие Харьковские курсы старшего командно-политического состава, а в ноябре 1929 года — Стрелково-тактические курсы усовершенствования комсостава РККА «Выстрел» им. Коминтерна. В 1924 году он возглавил штаб стрелкового полка, а в 1929-м стал командиром и военкомом полка. В 1933 году Шумилов был назначен начальником штаба стрелковой дивизии, а в ноябре 1935 года ему было присвоено звание полковника.
В эти годы Шумилов вновь оказался в гуще боев: он был направлен в Испанию, где республиканские войска вели тяжелые сражения с франкистами. Шумилов был назначен военным советником при командующем группой армий Центрально-южной зоны. Уже в Испании, в июне 1937 года, он был произведен в комбриги.
Дважды Герой Советского Союза, генерал-полковник А. И. Родимцев, получивший свою первую Золотую Звезду за отличие в боях на стороне республиканских сил на испанской земле, находился в Испании в одно время с Шумиловым, однако вернулся на родину до окончания Гражданской войны в этой стране. Тогда как советнику Шумилову довелось не только стать свидетелем драматического и трагичного для защитников республики окончания этой войны, но и на себе испытать коварство франкистов. В своей книге «Под небом Испании» Родимцев вспоминал: «27 марта 1939 года Англия и Франция объявили о признании ими правительства Франко и о разрыве дипломатических отношений с республиканским правительством. Республика пала…
Двадцать четыре года спустя мне довелось ехать на празднование 20-й годовщины великой битвы на Волге с генерал-полковником М. С. Шумиловым.
— В каком году вы вернулись из Испании? — спросил я его.
— В 1939-м.
— Расскажите о последних днях…
И Шумилов вспомнил трагические дни, когда он прощался с республикой.
В самое трудное время законное правительство неожиданно было низложено кучкой интриганов, возглавляемых полковником Касадо. Он-то и создал так называемую хунту обороны… В своих последних выступлениях Касадо обрушился с клеветой на Советский Союз и советских людей, сражавшихся в Испании. Без зазрения совести он утверждал, что кровь в Испании льется по приказу Москвы, призывал установить наблюдение за портами и аэродромами, чтобы «ответственные за испанскую трагедию не могли сбежать из страны».
А ведь Касадо хорошо знал, какую благородную роль сыграли советские люди в его стране. Всему народу было известно, как самоотверженно отдавали свои жизни за свободу и независимость Испании наши добровольцы… Когда стало известно о совершившемся перевороте и создании хунты, Советский Союз решил отозвать всех своих граждан на Родину. Касадо выдал визы нескольким советникам, находившимся в Мадриде, на выезд в Валенсию. Но когда советник Центрально-южной зоны М. С. Шумилов позвонил по телефону и попросил предоставить самолет для отправки советских граждан во Францию или Алжир, то Касадо заговорил по-другому.
Он заявил, что даст самолет только в том случае, если главный военный советник немедленно прибудет в Мадрид и обратится по радио к поднявшимся против хунты коммунистам с приказом сложить оружие…
Условие было неприемлемым. И тогда Касадо пошел на прямую провокацию. Когда советские люди отправились на аэродром близ Аликанте, чтобы сесть в самолет французской авиакомпании «Эр Франс», у взлетной полосы их ждала рота солдат… И двадцать один человек — последние советские граждане, оставшиеся в Испании, — оказались арестованными.
Их шантажировали, грозили расстрелять. Но изменники не отважились на расправу, лишь отобрали деньги, личные вещи и отпустили».
В этой беседе двух прославленных генералов, которых роднило не только участие в Сталинградской битве, но и совместная борьба в Испании, шла речь о многих советских добровольцах, отправившихся на помощь Республике в борьбе против антиправительственного мятежа генерала Франко, поддержанного фашистскими режимами Германии и Италии. Они вспомнили товарища Малино — Р. Я. Малиновского и товарища Петровича — К. А. Мерецкова, ставших маршалами Советского Союза, главного военного советника Г. М. Штерна, военного советника в бригаде Лукача П. И. Батова, летчиков-героев А. К. Серова, Я. В. Смушкевича, Г. П. Кравченко, боевых друзей, вместе с которыми на полях сражений воевал Родимцев, — Д. Д. Погодина, Д. А. Цюрупу, И. Н. Татаринова, Н. П. Гурьева. Это было особое братство воинов-интернационалистов.
Шумилов и Родимцев вспоминали и своих испанских товарищей, сражавшихся в республиканской армии. Судьба большинства из них была трагична. Многие были расстреляны франкистами, некоторые брошены в тюрьмы. Те, кому удалось перейти границу, оказались в концентрационных лагерях Алжира, Марокко, Франции.