Podczas I wojny światowej szef sztabu operacyjnego 1. Armii. Po wybuchu rewolucji przyłączył się do bolszewików. Podczas wojny domowej walczył m. in. z siłami adm. A. Kołczaka. Od 1919 r. piastował stanowisko naczelnego dowódcy Armii Czerwonej, funkcję tę pełnił do 1924 r. Dowodził siłami sowieckimi podczas wojny polsko-bolszewickiej, bezpośrednio podlegał Lwu Trockiemu. M. Tuchaczewski po przegranej Bitwie Warszawskiej twierdził, iż S. Kamieniew przekazał mu dowodzenie nad 1 Armią Konną i 12 Armia z Frontu Południowego, lecz jego rozkaz zablokował J. Stalin. Po wojnie stale awansował zostając w okresie 1927-1934 zastępca ministra obrony i 1. zastępcą Rewolucyjnej Rady Wojennej. Członek Wszechrosyjskiego Centralnego Komitetu Wykonawczego (WCIK). Zmarł przed „wielką czystką”, jednakże władze sowieckie oskarżyły go pośmiertnie o spisek, a jego nazwisko i osiągnięcia wymazano z oficjalnej historii.