Гражданская война
В июне 1919 года был призван в ряды РККА и направлен красноармейцем в 467-й стрелковый полк, после чего принимал участие в боевых действиях на Восточном фронте. С ноября 1919 находился в отпуске по болезни. После выздоровления с мая 1920 года служил в Пензенском караульном батальоне.
С июля 1920 года учился на Московских пулеметных курсах. С августа того же года в составе 4-го стрелкового полка 2-й Московской бригады курсантов Мухин воевал на Южном фронте против десанта под командованием генерала С. Г. Улагая и войск под командованием генерала П.П. Фостикова в Кубанской области, а затем – в боевых действиях против белогвардейцев в Дагестане.
Межвоенное время
В апреле 1921 года Мухин был направлен на учебу на 7-е Армавирские пехотно-пулеметные курсы, дислоцированные в Баку, по окончании которых в январе 1922 года был назначен на должность командира взвода 141-го стрелкового полка, дислоцированного в Самаре (Приволжский военный округ). В марте назначен на должность командира взвода маршевого батальона при 1-м стрелковом полку, дислоцированном в Казани, в мае – на должность командира взвода 21-го Туркестанского стрелкового полка, дислоцированного в Пензе и в июне направленного на Туркестанский фронт.
В ноябре 1922 года был назначен на должность командира взвода 3-го пограничного батальона, дислоцированного в городе Керки, а в апреле 1923 года – на должность командира взвода 8-го Самарского стрелкового полка. В составе этих частей принимал участие в боевых действиях против басмачества в Бухаре. В 1923 году за боевые отличия Мухин был награжден орденом Красного Знамени.
С мая 1925 года служил в 19-м стрелковом полку, дислоцированном в городе Нежин (Украинский военный округ), где исполнял должности командира взвода, помощника командира роты по политической части и политрука роты. В 1928 году был назначен на должность командира и политрука роты в 20-м стрелковом полку, дислоцированном в городе Чернигов, а в ноябре 1931 года – на должность коменданта штаба Украинского военного округа.
В ноябре 1932 года Мухин был направлен на учебу в Военную академию имени М. В. Фрунзе, после окончания которой с декабря 1936 года служил в Ленинградском пехотном училище имени С. М. Кирова на должностях преподавателя тактики, временно исполняющего должность комиссара училища, а в апреле 1938 года был назначен на должность начальника этого же училища.
Великая Отечественная война
В ноябре 1941 года был назначен на должность коменданта Куйбышева, в июне 1942 года – на должность командира 279-й стрелковой дивизии, которая принимала участие в ходе контрнаступления под Сталинградом, разгроме войск противника на Среднем Дону, а также в срыве попыток фашистов деблокирования окруженной группы войск в районе Сталинграда. Вскоре 279-я стрелковая дивизия под командованием Мухина отличилась в ходе Ворошиловградской наступательной операции, за что командир дивизии был награжден орденом Суворова 2 степени, а также ему было присвоено воинское звание "генерал-майор".
В марте 1943 года был назначен на должность командира 18-го стрелкового корпуса, в апреле того же года преобразованного в 34-й гвардейский. Корпус под командованием Мухина сходу форсировал реку Северский Донец, после чего вышел к подступам Днепропетровска, но из-за нанесенного противником контрудара корпус был вынужден отступить на восточный берег реки, где перешел к обороне.
21 мая 1943 года генерал-майор Герасим Васильевич Мухин в ходе боя в районе села Привольное (в 30 километрах северо-западнее Лисичанска), находясь на командном пункте корпуса, был тяжело ранен осколком снаряда, после чего 26 мая умер от ран в госпитале №2386 в Москве.
Награды
Два ордена Красного Знамени.
Орден Суворова 2 степени.
Юбилейная медаль "XX лет Рабоче-Крестьянской Красной Армии".
Память
Именем Герасима Васильевича Мухина названы улицы в городах Луганске, Луга, Лисичанске и Привольное. В Санкт-Петербурге Петербургская транспортная компания выпустила в рейс автобус имени генерала Герасима Мухина.