В апреле 1936 года, за год до гибели, Тухачевский разработал и провел большую оперативно-стратегическую штабную игру, где прорабатывался возможный сценарий войны между СССР и Германией. О ходе этой игры нам известно только из показаний на следствии по делу о "военно-фашистском заговоре", да из довольно скупых воспоминаний ее участников - полковника Г. С. Иссерсона, составлявшего задание на игру, и генерал-лейтенанта А. И. Тодорского, командовавшего во время игры одним из соединений на германской стороне, всеми войсками которой командовал Тухачевский. Войсками союзника Германии - Польши руководил тогдашний командующий Киевским военным округом И. Э. Якир, а советский Западный фронт возглавил командующий Белорусским военным округом И. П. Уборевич. Согласно воспоминаниям Иссерсона и Тодорского, Генеральный штаб РККА полагал, что Германия могла в тот момент отмобилизовать до 100 дивизий, из которых половина будет брошена на фронт к северу от Полесья для похода на Москву, где им помогут еще 30 польских дивизий. Игра вылилась во фронтальное столкновение, в котором Красная Армия, располагавшая примерно 100 дивизиями, в конце концов одержала победу.
В собственноручных показаниях на следствии от 1 июня 1937 года Тухачевский следующим образом изложил итоги игры:
"Эта игра дала нам возможность продумать оперативные возможности и взвесить шансы на победу для обеих сторон, как в целом, так и на отдельных направлениях, для отдельных участников заговора (то есть для И. П. Уборевича и И. Э. Якира, в то время командовавших соответственно Белорусским и Киевским военными округами, которые с началом войны должны были превратиться в Белорусский и Украинский фронты. - Б. С.). В результате этой игры подтвердились предварительные предположения о том, что силы (число дивизий), выставляемые РККА по мобилизации, недостаточны для выполнения поставленных ей на западных границах задач. Допустив предположение, что главные германские силы будут брошены на украинское направление, я пришел к выводу, что если в наш оперативный план не будут внесены поправки, то сначала Украинскому, а потом Белорусскому фронтам угрожает весьма возможное поражение... Я дал задание Якиру и Уборевичу на тщательную проработку оперативного плана на Украине и в Белоруссии..."