После Октябрьской революции Сухомлинов был переведен в тюрьму «Кресты». 1 мая 1918 года он по амнистии, как достигший 70-летнего возраста, был освобожден и выехал в Финляндию, а оттуда в Германию. В эмиграции написал «Воспоминания», которые в 1924 году были изданы в Берлине, а в 1926 году и Советском Союзе.

Скончался в Берлине 2 февраля 1926 года.

Воспоминания современников о В. А. Сухомлинове достаточно пестрые. Так, бывший военный министр генерал А. Ф. Редигер писал: «Сухомлинов, по моему мнению, человек способный, он быстро схватывает всякий вопрос и разрешает его просто и ясно. Службу Генерального штаба он знал отлично, так как долго был начальником штаба округа. Сам он не работник, но умеет задать подчиненным работу, руководить ими, и в результате оказывалось, что работы, выполнявшиеся под его руководством, получались очень хорошие».

Запись в воспоминаниях протопресвитера военного и морского духовенства Георгия Шавельского: «Более приятного начальника-сослуживца, как генерал Сухомлинов, мне не хотелось и желать. Умный, простой, сердечный и отзывчивый, Сухомлинов ни в чем не стеснял моей инициативы и охотно шел навстречу всякому моему доброму начинанию. Я не помню случая, когда бы я ушел с доклада не удовлетворенным в своих желаниях и просьбах. В пору назначения меня на должность протопресвитера он был одним из самых близких к Государю, наиболее влиявших на него министров».

Генерал А. А. Брусилов отмечал: «Сухомлинова я знал давно, служил под его начальством и считал, да и теперь считаю, его человеком, несомненно, умным, быстро соображающим и распорядительным, но ума поверхностного и легкомысленного. Главный же его недостаток состоял в том, что он был, что называется, очковтиратель и, не углубляясь в дело, довольствовался поверхностным успехом своих действий и распоряжений. Будучи человеком очень ловким, он, чуждый придворной среде, изворачивался, чтобы удержаться, и лавировал для сохранения собственного благополучия».

Лукомский: «Иметь дело с Сухомлиновым было приятно: он был всегда внимателен, вежлив и ровен со всеми. Бесспорно, он был умным и образованным человеком. Он с полслова понимал суть дела и давал свои заключения или указания вполне определенно, кратко, ясно. Но, как я уже сказал, он одновременно с этим был чрезвычайно легкомысленным человеком. Он плохо разбирался в людях и очень часто приближал к себе или сходился с такими, которых нельзя было бы пускать и на порог.

По своей натуре он легко поддавался женскому влиянию. Когда он был назначен начальником штаба, он был женат второй раз. Жена его, Елизавета Николаевна, по первому браку, кажется, Корево, была умная и хорошая женщина, но любившая пожить и собиравшая в своем доме всякую дрянь. Сухомлинов ее очень любил и всячески старался лучше обставить ее жизнь. А так как личных средств у него не было, а жалованья не хватало, то он «наезжал прогоны».

Впоследствии, будучи командующим войсками, а затем и военным министром (особенно на последней должности), после смерти второй жены женился в третий раз (на Бутович, которую он развел с мужем), и разъезды специально для получения крупных прогонных денег стали просто скандальными.

У Сухомлинова был величайший недостаток, который можно было назвать «недержанием языка». Он не мог удержаться, чтобы не рассказывать своим близким или хорошим знакомым какой-нибудь «секрет» или какую-либо новость. Не было исключения и для служебных дел. Мне лично приходилось несколько раз слышать, как он рассказывал в дамском обществе действительно секретные вещи. Было много данных, что это свойство Сухомлинова было отлично известно генеральным штабам Германии и Австро-Венгрии, и им пользовались с целью шпионажа. Последнее же неимоверно облегчалось тем, что как вторая, так и третья жены Сухомлинова были неразборчивы на знакомства и в их гостиных можно было встретить всяких подозрительных лиц».