Во время Великой Отечественной войны Василевский умело выбирал направления главного удара, сосредоточивая силы на слабых местах врага. Его стратегия минимизировала потери и сделала его выдающимся полководцем. Шапошников заметил стратегический талант молодого офицера и взял его под свою опеку, что способствовало раскрытию его потенциала. Василевский проявлял деликатность и уважение к подчинённым.
В 1930-х годах Василевский активно редактировал «Бюллетень боевой подготовки» и «Военный вестник», а также разрабатывал ключевые документы Генерального штаба. С мая 1931 по декабрь 1934 года он занимал пост помощника начальника 2-го отдела Управления боевой подготовки РККА, где сблизился с Георгием Жуковым. После арестов 1937 года Василевский был быстро восстановлен в академии Генштаба и назначен преподавателем. В октябре того же года он вернулся в Генштаб, продолжая работу над важными документами. В августе 1938 года получил звание комбрига и благодарность за качественное выполнение ответственных задач. Его вклад в приказы наркома обороны по боевой подготовке войск стал неоценимым для достижения победы на фронте.
В 1939 году Василевский был назначен заместителем начальника Оперативного отдела Генерального штаба, где впервые встретился со Сталиным, который высоко оценил его способности. 13 декабря 1939 года он был награждён орденом «Красная Звезда», а весной 1940 года возглавил комиссию по демаркации границы после мирного договора с Финляндией. Летом того же года Василевский стал генерал-майором.