Родился в Рязани. Дворянин. Отец - учитель гимназии.

Окончил Московское Алексеевское пехотное юнкерское училище (1908), Академию Генерального Штаба им. Николая 1-го (1914).

Член ВКП(б) с 1934.

Участник 1-й мировой войны - на различных командных и штабных должностях в 6-м Сибирском корпусе и оперативном управлении Штаба Северного фротна. Капитан Генштаба царской армии.

С 1918 - в РККА. На различных должностях в штабе Уралського военного округа, для особых поручений при начальнике штаба, начальник отдела формирования, врид. начальника штаба и военного руководителя УрВО.
С 1919 - нач-к оперативного отдела штаба 2-й армии Восточного фронта.
С сентября 1919 - нач-к оперативного управления штаба Особой группы Южного фронта.
С октября 1919 - нач-к оперативного управления штаба Юго-Восточного фронта.
С января 1920 - нач-к оперативного управления штаба Кавказского фронта.
С марта 1920 - начальник штаба Кавказского фронта.
С июня 1921 - нач-к штаба Отдельной Кавазской армии.
Одновременно, с июля 1922 - помощник (заместитель) наркома военных и морских сил Закавказской СФСР.
В июле 1923-сентябре 1924 - командующий Туркестанским фронтом.
В 1924-25 - командующий Кавказской Краснознаменной армией.
В 1925-28 - зам. начальника штаба РККА (у Тухачевского).
В феврале-ноябре 1925 - фактически и.о. нач-к Штаба РККА.
Одновременно, в 1927-28 - военный консультант советской делегации на Женевской мирной конференции по сокращению вооружений.
С 31 августа 1928 - для особо важных поручений при Нракомвоенморе и пред. РВС СССР.
В декабре 1928-30 - нач-к штаба Украинского военного округа.
В 1930-31 - преподаватель Военной Академии им. М.Фрунзе.
28 февраля 1931 г. арестован ОГПУ по т.н. "делу Весна". Инкриминировалось участие в "контрреволюционной вредительской организации на Украине". 11 марта 1931 дал чистосердечные показания, признав указанные обвинения (пыток к нему не применяли). Однако его жена обратилась за помощью к С.Орджоникидзе, с которым Пугачев был хорошо знаком по службе на Кавказе и тот пришел на помощь. Были устроены очные ставки с теми, кто давал показания на Пугачева (в присутствии И.Сталина 13 марта), сам он от своих показаний отказался и был освобожден со снятием всех обвинений.
В 1931-32 - нач-к штаба Средне-Азиатского военного округа.
С августа 1932 - начальник Военно-транспортной Академии РККА.
В 1937 - снят с должности, уволен из РККА и исключен из партии за связь с "врагами народа" Тухачевским и др. Действительно входил в группировку сторонников М.Тухачевского.

10 октября 1938 года арестован в Ленинграде. Обвинен в участии в "контрреволюционной организации" и "вредительской деятельности в академии". 16 октября 1938 признал свою вину и начал давать показания (под пытками). 5 марта 1939 от всех ранее данных показаний отказался как от "вымышленных" и все отрицал. 10 марта 1939 вновь признал свои "преступления".
26 октября 1939 Суд по его делу (заседание Военной коллегии ВС СССР длилось рекордное количество времени - 3 часов 40 минут). На суде от всех ранее данных показаний и признаний отказался, показал, что дал их в результате применения мер физического воздействия. Несмотря на это приговорен к 15 годам ИТЛ с последующим поражением в правах на 5 лет.
В январе 1940 из лагеря писал К.Ворошилову с просьбой направить его рядовым на фронт (шла война с Финляндией). Содержался в лагере в пос. Верхняя Тавда Северно-Уральский лагерь НКВД. Умер в лагере.
Реабилитирован 30 июня 1956.

Комкор (1935).

Награжден орденом Красного Знамени Хорезмской НСР (11.02.1924).

Женат был дважды . 1-я жена - от нее два сына: Владимир - академик АН СССР, генерал-майор авиации, военно-авиационный конструктор; Николай - полковник ВВС. 2-я жена - Лариса Дмитриевна. От нее сын 1937 г.р. и дочь 1931 г.р.