В его убеждениях значительную роль играли народнические взгляды, вот только свое хождение в народ он видел не в переезде в деревню и работе там, а в работе с пролетариатом на заводах.
Взгляды Фрунзе со временем менялись. Дореволюционный период деятельности Фрунзе можно назвать антигосударственным и антиобщественным (интересно, что это сочеталось у него и с патриотическими взглядами, например, в период русско-японской войны). Институт он так и не окончил, увлекшись революционной борьбой. В 1904 г. в возрасте 19 лет Фрунзе вступил в РСДРП. Принял участие в демонстрации 9 января 1905 г. (Кровавое воскресенье), причем был ранен в руку. Под псевдонимом «товарищ Арсений» (были и другие подпольные клички — Трифоныч, Михайлов, Василенко) Фрунзе включился в активную антиправительственную деятельность. Уже в 1905 г. он работал в Иваново-Вознесенске и Шуе, являвшимися центрами текстильной промышленности страны (3-й по численности рабочих промышленный район Российской империи после Петербурга и Москвы), руководил всеобщей стачкой текстильщиков и создал боевую дружину. В Иваново-Вознесенске возник первый в России Совет рабочих депутатов. Под руководством Фрунзе проводятся стачки, митинги, захваты оружия, составляются и издаются листовки. В этот период Фрунзе сотрудничал и с представителями других политических партий. В декабре 1905 г. со своими боевиками Фрунзе участвовал в вооруженном восстании в Москве на Пресне. В 1906 г. на IV съезде РСДРП в Стокгольме Фрунзе (самый молодой делегат съезда) познакомился с В. И. Лениным.
Фрунзе не чуждался террористических актов. Так, под его руководством был организован вооруженный захват типографии в Шуе 17 января 1907 г., вооруженное нападение на полицейского урядника. За это Фрунзе был дважды приговорен к смертной казни, но под давлением общественности (в том числе в результате вмешательства знаменитого писателя В. Г. Короленко) приговор смягчили. Он попал на каторгу, позднее проживал в ссылке в Сибири. В 1916 г. бежал, перебрался в Европейскую Россию и попал на фронт в качестве вольноопределяющегося. Однако вскоре Фрунзе по заданию своей партии устроился на работу во Всероссийский земский союз, одновременно занимаясь революционной работой среди солдат на Западном фронте (в том числе агитировал за братание с немцами). К этому времени у Фрунзе среди большевиков уже была репутация военного (хотя военного образования он так и не получил), человека, связанного с боевыми подпольными организациями. Фрунзе любил оружие, старался носить его с собой.