Не раз в ходе боевых действий М.В. Алексееву приходилось делать рекогносцировки под огнем противника. За проявленное мужество генерал-майор 23 ноября 1905 года был удостоен ордена Святого Станислава 1-й степени с мечами, а 23 апреля 1906 года — Золотого оружия с надписью «За храбрость». В том же году он был награжден и своей второй «звездой» — орденом Святой Анны 1-й степени.
27 сентября 1906 года генерал-майор Алексеев получил назначение на должность 1-го обер-квартирмейстера Главного управления Генерального штаба (ГУГШ). Он стал ближайшим помощником начальника ГУГШ генерала от инфантерии Ф.Ф. Палицына и, по мнению военного историка и теоретика Н.Н. Головина, «обладая громадным опытом стратегической работы и в то же время ученым стажем, представлял собою наиболее квалифицированного работника Большого Генерального штаба». На ГУГШ в то время была возложена серьезная обязанность — проанализировать ход Русско-японской войны, обобщить и учесть ее опыт в ходе планирования предстоящих кампаний.
Сослуживец и друг Алексеева генерал-лейтенант В.Е. Борисов вспоминал: «В 1907 году я встретился с Алексеевым в Главном Управлении Генерального Штаба. В это время осуществилось давнишнее стремление нашего Генерального Штаба выделиться из тяжелого плена в объятиях военно-административного Главного Штаба и отдаться всецело стратегической подготовке к будущей войне. Это удалось только после ряда поражений, испытанных нашей армией во время Японской войны. Первым нашим, независимым от военного министра, начальником Генерального Штаба был генерал Ф.Ф. Палицын. Алексеев был 1-м обер-квартирмейстером, я был 2-м. Алексеев ведал общим планом будущей войны. Я ведал развертыванием сил на западном фронте от Швеции до Румынии. Генерал Скерский был 3-м обер-квартирмейстером и ведал Кавказом и всей Азиатской Россией. Алексеев, несмотря на равное со мной и Скерским служебное положение, заменял для нас генерал-квартирмейстера (вместо бывшего им больного генерала Дубасова), так как Алексеев, состоявший до этого назначения Начальником оперативного отделения Главного Штаба, а во время Русско-Японской войны Генерал-Квартирмейстером Штаба 3-ей армии, знал ход всего стратегического делопроизводства и историю всех стратегических, организационных и военно-административных начинаний».
Однако плодотворная деятельность Михаила Васильевича в ГУГШ продолжалась недолго: 30 августа 1908 года он получил назначение на должность начальника штаба Киевского военного округа с оставлением в звании ординарного профессора Николаевской академии Генерального штаба, а 7 октября 1908 года за отличие по службе был произведен в генерал-лейтенанты. Прощаясь с подчиненным, Ф.Ф. Палицын в особом приказе подчеркнул, что «вся предшествующая служба Алексеева отмечена верным и настойчивым служением его интересам армии» и что он «всегда брал на себя львиную долю работы и стремился остаться незамеченным».
