После второго смертного приговора Фрунзе был заключен в одиночную камеру. По его собственным воспоминаниям, в тот момент он решил, что до казни осталось немного: «Утром, часов около шести, как всегда это делалось в тюрьме, меня должны были повесить. Надежды на отмену приговора не было почти никакой. Бежать невозможно. И не медля, так как время приближалось к роковому концу, я решился хоть под конец уйти из рук палачей. По крайней мере, повесить им себя не дам, сам повешусь, пускай найдут труп… И стал готовить из простыни веревку».

Спасти Михаила удалось его сестре, которая обратилась за помощью к профессору М.М. Ковалевскому: «Брат мой, Михаил Васильевич Фрунзе, студент политехнического института, экономического отделения, 22 сентября этого года был, несмотря на его невиновность в предъявленном ему преступлении, вторично приговорен к смертной казни военным судом в городе Владимире. Теряя всякую надежду на его спасение, я решила обратиться к Вам, не откажите в Вашем ходатайстве перед главнокомандующим войсками Плеве о возможности смягчения его участи. Умоляю Вас дать Плеве от Совета профессоров возможно хорошую аттестацию брата как студента. Это будет иметь значение при рассмотрении дела главнокомандующим, когда оно поступит к докладу. Не откажите ради бога в своем участии…»

Ковалевский вместе с коллегами написал письмо в защиту Фрунзе не только Плеве, но и премьер-министру Столыпину. А Людмила Фрунзе сумела добиться приема у Плеве и уговорить того помиловать ее брата. Смертный приговор заменили на 6 лет каторги.

После перевода в провинциальную каторжную тюрьму Михаил трудился садовником, огородником, занимался изготовлением ведер и кастрюль, чинил самовары. «Я ведь чем, чем только не был на каторге, – писал Фрунзе из Николаевской тюрьмы. – Начал свою рабочую карьеру в качестве столяра… а в настоящее время занимаюсь починкой водопроводов…»

Пребывание в каторжных тюрьмах подорвало здоровье «товарища Арсения». Скудная и тяжелая пища, в основном черный хлеб и кислая капуста, то и другое – не лучшего качества, пребывание в камере без притока свежего воздуха в жару (окна открывать запрещалось) или в холоде и сырости зимой. Немалый вред причиняла и едкая пыль, каторжанам приходилось целыми днями разбирать и чинить мешки из-под муки или раздергивать на волокна для переработки старые пеньковые канаты.

При этом Михаил Фрунзе, хоть и поглощенный делами революции и несмотря на тяжкие испытания, оставался молодым человеком с пылким сердцем. Товарищи говорили, что Арсений вовсе не сухарь. Испытывал он симпатию к соратницам по борьбе, был увлечен красавицей-гимназисткой Леночкой Грабинской. Не унывая и под стражей, он в один день написал сразу трем девушкам, учившимся в женской гимназии, приглашая их на свидание – «я вас всех люблю». Две приехали к узнику, чтобы хоть как-то скрасить его одиночество. Он попросил о свидании с обеими девушками, но тюремное начальство объяснило, что по закону он имеет право видеться только с невестой или женой. Поэтому надо венчаться – тогда пожалуйста. Но пойти на брак, даже фиктивный, – ради свидания?

Проживая после бегства в Чите по фальшивым документам, Фрунзе работал в статистическом отделе Забайкальского переселенческого управления. Там он познакомился с дочерью ссыльного народовольца Алексея Поликарповича Колтановского – Софьей, ставшей его женой.

В заключении он находился во Владимирском централе, в Николаевской центральной и в Александровской центральной каторжных тюрьмах. В конце 1914 года был выслан на поселение в Верхоленский уезд Иркутской губернии. Летом 1915 года его уже там арестовали за продолжение партийной деятельности. «Война всколыхнула и заинтересовала всех ссыльных Манзурки. Но в то время как большинство из них судило о военных событиях поверхностно, часто ошибаясь, Фрунзе удивлял своей большой осведомленностью. Он хорошо знал боевую обстановку армий воюющих стран, их снаряжение, разбирался в стратегии и тактике и потому не только правильно и глубоко анализировал фронтовые сводки, но и делал предположения о дальнейшем развитии войны. И часто самые смелые предсказания сбывались, удивляя всех. Вокруг себя Фрунзе сплотил группу из большевиков и стал систематически изучать с ними теорию военного дела, проводил коллективное чтение книг во военным вопросам. Среди ссыльных этот кружок в шутку называли «военной академией». В кружке шла подготовка военно-революционных кадров, проводились организационные меры к побегу ссыльных на фронт для революционной работы среди армейских масс… Ведь там, далеко, между Балтийским и Черным морями, бушевала война, и там нужны были люди, способные сказать солдатам правду о кровавой бойне» [1] .

Но уже в августе 1915 года Фрунзе бежал из тюрьмы и работал нелегально в Забайкальской области под фамилией Василенко. В групповом сборнике «М.В. Фрунзе: Военная и политическая деятельность», опубликованном «Воениздатом» в 1984 году, о том времени говорилось: «За создание в селе Манзурке политической организации ссыльных, за чтение и распространение нелегальной литературы и революционную пропаганду М.В. Фрунзе и еще 13 ссыльных 31 июля 1915 г. были арестованы и направлены этапным порядком в Иркутскую губернскую тюрьму. На последней остановке, в 30 верстах от Иркутска, в селе Ос М.В. Фрунзе удалось бежать. В Иркутске он раздобыл документы на имя дворянина В.Г. Василенко, выехал в Читу и устроился разъездным агентом Забайкальского переселенческого управления. Используя представившиеся по роду службы возможности, М.В. Фрунзе объехал многие места Забайкалья, где в то время находились в ссылке революционеры-подпольщики. Он устанавливал с ними связь, организовывал доставку литературы, часто выступал с лекциями».