В мае 1918 года действовавшие в этом районе отряды были сведены в полк, получивший название 2-го Воронежского. Теперь Николай Пухов стал полноправным красноармейцем, бойцом регулярной части Красной армии. В 1919 году полк воевал на юге России в составе 8-й армии Южного фронта. Николай Пухов руководил штабами 3-й бригады 1-й особой стрелковой дивизии, а затем 1-й бригады отдельной Рязанской пехотной дивизии. Воевал против донских войск атамана П. Н. Краснова, добровольческих частей Вооружённых сил Юга России генерала А. И. Деникина, участвовал в отражении рейда генерала К. К. Мамантова.

Осенью 1919 года бригаду перебросили на Карельский перешеек и влили в состав действовавшей в Междуозёрном районе 1-й стрелковой дивизии 7-й армии. После окончания так называемой Первой советско-финской войны бригада была введена в Прибалтику и придана 15-й армии. Николай Пухов принял участие в боях против войск Латвийской республики, затем сражался с поляками и партизанами атамана С. Н. Булак-Булаховича. По завершении операций на Западном фронте Пухов был отправлен на север: его 21-я дивизия, в которой в январе 1921 года он принял пост начальника штаба, была в феврале 1921-го переброшена в Архангельск, а затем – на Алтай. Перед красными частями была поставлена задача «ликвидации бандитизма», то есть уничтожение белых партизанских отрядов, наиболее крупными из которых были Сводный Русско-Инородческий партизанский отряд войск Горно-Алтайской области есаула А. П. Кайгородова и «корпус» генерал-лейтенанта А. С. Бакича. Возможно, именно это впоследствии будет сближать Пухова с его непосредственными начальниками командующими войсками фронтов К. К. Рокоссовским, Г. К. Жуковым, И. С. Коневым. Все они в Гражданскую и много позже с боями прошли по сопкам Маньчжурии, тропам Забайкалья и монгольским степям. И враг у них был, по сути дела, один.

После Гражданской войны Николай Пухов служил в Западно-Сибирском военном округе, где с апреля 1923 года он возглавлял штаб 35-й стрелковой дивизии. Только в январе 1924 года его, наконец, перевели со штабной работы на строевую должность: он получил в командование 34-й Омский стрелковый полк, дислоцированный в Омске и входивший в состав 12-й стрелковой дивизии (в июне того же года округ был переименован в Сибирский). О командной должности он давно мечтал. Полк, как отмечали многие военачальники, достигшие больших чинов и должностей, самая лучшая школа для полевого командира. В сентябре 1925-го Пухов был командирован на учёбу на Стрелково-тактические курсы усовершенствования комсостава РККА им. III Интернационала[5], а после их успешного (с отличием) окончания в октябре следующего года вернулся на прежнюю должность. Полком Николай Пухов командовал ещё немногим более трёх лет, а в марте 1930 года командование курсов, хорошо помнившее способного курсанта, добилось его перевода в свой штат. Прибыв в посёлок Солнечногорский Московской области, Пухов приступил к исполнению обязанностей руководителя (то есть преподавателя) тактики. Но в 1930 году его отозвали в распоряжение начальника курсов, а в декабре 1931-го назначили начальником курса тактики и затем главным руководителем тактики. Имея хорошее базовое образование, природный ум и правильное воспитание, любую науку Пухов постигал легко.

На курсах Пухов учился в одной группе с Александром Михайловичем Василевским. «Николая Павловича Пухова я знал давно, по совместной учёбе в 1926 году в Высшей стрелковой школе, – вспоминал А. М. Василевский. – Мы учились в одной группе на отделении командиров полков и даже жили в одной комнате. Пухов прибыл в школу с должности командира Омского стрелкового полка. В нём сразу чувствовался хорошо образованный, культурный человек. Он оказался прекрасной души человеком, и мы очень быстро подружились. Превосходный полковой командир, учитель до военной службы, Пухов и в армии очень серьёзно занимался проблемой воспитания, прекрасно знал методику педагогики. Не забывал он об этом искусстве и в суровые годы войны».

Стоит немного задержаться на этом эпизоде. Пухов и Василевский – одногодки. Пухов – сын дьякона, Василевский – сын приходского псаломщика. Есть и ещё одно совпадение: оба крещены в Никольских приходских сельских церквях – Пухов – в Калужской губернии, Василевский – в Костромской. Оба получили первоначальное образование в семинариях. Оба оказались в военных училищах, когда началась Первая мировая война. Затем, в звании прапорщиков, отбыли на фронт. Было ли это, общее, предметом их бесед, никто теперь ни подтвердить, ни опровергнуть не может. Но взаимная приязнь была, а такое на пустом месте не возникает. К тому же общих тем было действительно много.

Получил Пухов также и опыт административной работы в центральном аппарате Наркомата обороны СССР: с июля 1932 года он в течение двух лет служил помощником начальника отдела боевой подготовки Управления по механизации и моторизации РККА.

Армия пересаживалась на моторы. И снова надо было учиться. В марте 1934 года Пухов был направлен на Академические курсы технического усовершенствования комсостава при Военной академии механизации и моторизации РККА им. И. В. Сталина. Наверное, в эти годы это было самое престижное военно-учебное заведение: служить в танковых частях почти столь же почётно, как и в авиации… В январе 1935 года Николай Павлович успешно окончил курсы, но стены академии не покинул: ему была предложена должность старшего руководителя кафедры тактики. Это хорошо характеризует уровень подготовки Пухова – в какой бы вуз его ни отправляли на учёбу, везде его стремились оставить на работу. В 1935 году в РККА были введены персональные звания и сорокалетний преподаватель 4 декабря получил звание полковника. В июле 1936 года Пухов оставил Москву и отбыл в Горький на должность помощника начальника по учебно-строевой части бронетанковой школы. Ему довелось готовить и осуществлять достаточно сложный перевод училища с Волги на Украину, в город Харьков. Параллельно шла реорганизация школы, и в марте 1938 года, по прибытии на новое место дислокации, она получила название Харьковское бронетанковое училище им. И. В. Сталина, а Пухов был официально утверждён его первым начальником. Впрочем, здесь Пухов оставался немногим более года, и уже в апреле следующего года он был с большим понижением переведён в находившуюся в том же Харькове Военно-хозяйственную академию РККА им. В. М. Молотова на должность преподавателя. Этот зигзаг в жизни и службе военачальника пока остаётся белым пятном. Но как бы то ни было в ходе кампании массовых репрессий в РККА Пухов не пострадал, хотя и ход довольно успешной карьеры всё же был нарушен. Тем не менее 20 апреля 1940 года ему было присвоено очередное звание комбрига, а затем при введении в Красной армии генеральских званий он 4 июня того же года стал генерал-майором. По всей вероятности, какая-то туча, нависавшая над ним, рассеялась: присвоение комбригу звания генерал-майора в те годы рассматривалось как отличие (могли либо оставить комбригом, либо переквалифицировать в полковники). В январе 1941 года Николай Павлович возглавил учебный отдел академии, которая к этому времени была переименована в Интендантскую.

Все эти годы Пухов писал статьи, активно публиковался в военных журналах и периодике. До начала войны опубликовал более 35 работ, в основном по тематике, связанной с бронетанковыми войсками. Танки его захватили. В 1941 году, в самый канун начала войны, Николай Павлович успешно защитил диссертацию по теме «Противотанковая оборона войскового тыла». В своей научной работе Пухов изложил свои мысли по поводу применения танков, в том числе массированного, а также взаимодействия танков и других родов войск, и, конечно же, противодействия им. Опыт войны на европейском театре в диссертации был тоже учтён. Автор как будто предчувствовал, что в самой масштабной битве Великой Отечественной войны ему придётся управлять войсками именно в схватке с массами танков и бронетехники противника.