По воспоминаниям соседей и друзей, в то время Тухачевские уже едва сводили концы с концами, постоянно испытывая острую нехватку денег. Михайл поступил в 1-ю пензенскую гимназию, где пробыл с 1904 по 1909 год. Учился он ни шатко, ни валко. В гимназических журналах сохранились нелестные для будущего полководца записи: «Несмотря на свои способности, учился плохо»; «прилежание — 3»; «внимание — 2»; «за год пропустил 127 уроков»; «имел 3 взыскания за разговоры в классах». И так далее, и так далее. Как вспоминал одноклассник Тухачевского Сергей Степанович Островский, по уровню развития Михаил значительно превосходил подавляющее большинство сверстников, и учиться в гимназии ему было просто скучно. Хотя отдельные предметы он любил и знал их очень хорошо. Так, по-французски и по-немецки Тухачевский говорил настолько свободно, что впоследствии вызывал удивление у иностранных военных и политиков. Увлекался астрономией, вместе с братом Николаем оборудовал во Вражском метеостанцию, а вечерами любил смотреть в подзорную трубу на звездное небо, отыскивая там знакомые созвездия.

Самые серьезные проблемы возникли у него с Законом Божьим. Николай Николаевич в Бога не верил и детей воспитывал в атеистическом духе. Как вспоминали сестры, «самым воинственным безбожником стал Михаил. Он выдумывал всяческие антирелигиозные истории и подчас даже «пересаливал», невольно обижая живущую в нашем доме набожную портниху Полину Дмитриевну. Но если Полина Дмитриевна все прощала своему любимцу, мама иногда пыталась утихомирить антирелигиозный пыл расшалившегося сына. Правда, это ей не всегда удавалось. Однажды после нескольких безуспешных замечаний, рассердившись не на шутку, она вылила на голову Мише чашечку холодного чая. Тот вытерся, весело рассмеялся и продолжал как ни в чем не бывало…» Вот уж действительно, как с гуся вода (вернее, чай). Рискну предположить, что крестьянка Мавра, даже став женой помещика-вольнодумца, веры в Бога не утратила и в глубине души тяжело переживала, что сын Михаил растет таким богохульником…