Трохи раніше, в 1864 р територія імперії була розділена на 15 військових округів. Завдяки цьому покращився управління військами.
Змінилася і система підготовки офіцерських кадрів. У 1863-1866 рр. 12 кадетських корпусів були перетворені у військові гімназії. Вихователів з відставних офіцерів замінили цивільними викладачами. Вихованців перестали муштрувати, помітно розширився коло досліджуваних дисциплін. Але в військові гімназії проникли революційні ідеї, і в 1882 р уряд перетворив військові гімназії знову в кадетські корпуси.
Для підготовки молодших офіцерів армії були створені юнкерські училища. У них навчалися 2 роки. До 1874 року в країні було 16 юнкерських
училищ. У 1890-х рр. почалося перетворення цих спеціальних навчальних закладів до військових училищ, що завершилося в 1910 р З'явилися і військові академії, але число їх випускників було незначним.
В армії з'явилися сучасні зразки нарізної стрілецької та артилерійської зброї. Російсько-турецька війна 1877-1878 рр. показала дієвість нової військової системи і зразків зброї.
На озброєнні російської армії були гвинтівки Карлі, Крика і більш досконала гвинтівка системи Бердаа. Її новий зразок був доопрацьований американським конструктором, полковником X. Берданом разом з російськими військовими інженерами - А. П. Горловим і К. І. Гуніусом.
У 1891 р російський конструктор С. І. Мосін винайшов гвинтівку, яка виявилася настільки вдалою, що складалася на озброєнні більше 60 років. Гвинтівка забезпечувалася п'ятизарядним магазином і тригранним багнетом, калібр ствола - 7,62 мм.
У 1860 р по кресленнях полковника П. М. Обухова в Златоусті відлили першу в світі сталеву нарізну гармату. У 1862 р її представили на Всесвітній виставці в Лондоні. Гармата Обухова витримала без пошкоджень більше 4000 пострілів і була відзначена золотою медаллю.
У 1874 р російський інженер-конструктор В. С. Барановський виготовив скорострільну гармату з поршневим затвором, противідкатна пристосуванням і оптичним прицілом. Скорострільність 2,5-дюймової гармати Барановського досягала 10 пострілів в хвилину - т. Е. Стріляла в 5 разів швидше за звичайні знарядь. На жаль, нова техніка впроваджувалася погано.
До 1900 р збройні сили Російської імперії налічували понад мільйон (1 080 000) осіб на дійсній службі і понад 3 млн осіб в запасі. На озброєнні російських солдатів перебували кращі на той час магазинна 5-зарядна трилінійна гвинтівка С. І. Мосіна зразка 1891 року і 76-мм польова гармата зразка 1900/1902 р. Однак в системі виховання військ переважала помилкова установка М. І. Драгомирова на вирішальну роль в боях сили сміливості, рішучості солдатів. Драгомиров, військовий теоретик і педагог, недооцінював роль військової техніки, що тягнуло за собою великими втратами в майбутніх світових війнах 20 в.
Без сучасного флоту Росія не могла перетворитися на велику державу. «Всякий потентат (володар), який єдине військо сухопутне має, одну руку має, а який і флот має, обидві руки має", - писав Петро I. Військово-морський флот був уособленням не тільки військової могутності держави, а й високого рівня розвитку економіки, техніки і науки того часу.
Ще в кін. 17 в. стараннями Петра в Росії була створена Азовська флотилія. Перетворення Росії в морську державу відбулося під час Північної війни 1700-1721 рр. коли з'явився Балтійський флот.
Після Прутського походу 1711 р Росія позбулася і Азовської флотилії, і всіх фортець на Азовському морі. Але Перська похід 1722-1723 рр. зажадав створення Каспійської флотилії. Після російсько-турецької війни 1768-1774 рр. коли був завойований вихід до Чорного моря, створений Чорноморський флот.
У 18 ст. військово-морські сили складалися з вітрильного флоту, що діяв у відкритому морі, і гребного флоту для десантних операцій в прибережній зоні. Основу вітрильного флоту становили лінійні кораблі з озброєнням від 50 до 100 гармат. Гармати встановлювали вздовж бортів і їх стовбури виставляли назовні через спеціальні отвори. У битві кораблі шикувалися в лінію проти такої ж бойової лінії противника і обрушували на нього вогонь бортових знарядь, іноді сходилися на абордаж Тоді гаками притягували борт ворожого корабля, висаджувалися на нього і брали в полон або знищували його команду. Фрегати з 25-50 гарматами були менше, ніж лінійні кораблі, але більш маневрені, вони діяли самостійно. Бомбардирські кораблі боролися з береговими батареями. Для розвідки і зв'язку служили пакетботи, пізніше замінені бригами.
Парусно-гребний флот складався з галер, шняв, прем, бригантин, Дубель-шлюпок. Але більше були поширені скампавеі (полугалери) з 18 парами весел і 3-5 гарматами для стрільби по берегових укріплень. В кін. 18 в. їм на зміну прийшли гребні канонерські човни з більш потужним озброєнням, запозичені у шведів.
На вітрильному російському флоті в 2-й пол. 18 - 1-й пол. 19 ст. прославилися адмірали Г. А. Спиридов, Ф. Ф. Ушаков, Д. Н. Сенявін, Н. М. Лазарєв. В. А. Корнілов, П. С. Нахімова. Вони розробили нову стратегію і тактику морської війни.
У правління Миколи I виразно виявилася технічна відсталість флоту Росії в порівнянні з флотами західних країн. У той час в країнах Західної Європи з'явився паровий флот. Перший російський пароплав «Єлизавета» був побудований в Петербурзі ще в 1815 р але до сер. 19 в. у військовому флоті з 462 кораблів було всього 16 парових - колісних пароплаво-фрегатів зі слабким озброєнням (до 14 гармат на кораблі). Побудований в 1848 р гвинтовий фрегат «Архімед» з 48 гарматами потерпів корабельну аварію через два роки.
У Кримську війну 1853-1856 рр. російські вітрильники і пароплаво-фрегати не могли протистояти 100-гарматним гвинтовим пароплавів противника. Щоб не пропустити їх в бухту Севастополя, довелося затопити кораблі Чорноморського флоту. Правда, російські вперше застосували таке нову зброю, як морські міни. Після поразки в Кримській війні Чорноморський флот, за умовами Паризького світу, був ліквідований, а Балтійський довелося будувати заново.
У 2-й пол. 19 в. флот в Росії умовно ділився на крейсерський і сили берегової оборони (моніторний флот). Монітори - малі броньовані суду, на палубі яких не було нічого, крім обертається гарматної вежі. Вони могли плавати лише в прибережній зоні. Крейсерський флот діяв на океанських просторах з метою паралізувати морську торгівлю країн-суперників. Крейсери в 1863-1881 рр. мали повну вітрильну оснастку на додаток до парової машині і лише вузький пояс броні. У плаванні їх супроводжували швидкохідні вітрильники-Кліппер.
У 1857-1863 рр. в Росії стали будувати дерев'яні пароплави, але в іноземних флотах вже з'явилися броненосці. У 1861 р було побудовано перше російське броненосний судно - канонерський човен «Досвід». У Великобританії для російського флоту замовили броненосних батарею «Первісток». У 1877 р на воду спустили перший російський броненосець «Петро Великий», що поєднував потужну броню й озброєння (по дві 12-дюймові гармати в двох баштах) з гарною мореплавства, але створити великий броненосний флот Росія тоді не змогла. До того ж виявилося, що одними ескадрами броненосців, навіть озброєних потужною артилерією, війни на морі не виграти. Багатогодинні бої броненосців закінчувалися майже безрезультатно - кораблі завдавали один одному лише незначні пошкодження.
Вихід був знайдений: з'явилися більш швидкохідні і маневрені кораблі, озброєні мінами. Мінні катери успішно боролися в російсько-турецьку війну 1877-1878 рр. Міни кріпили на кінці довгої жердини, і вони вибухали при зіткненні з ворожим судном. В кінці цієї війни з'явилися швидкохідні міни-торпеди - винахід англійців. Перший міноносець «Вибух» з'явився в Росії в 1878 р
У розвитку мінного флоту Росія випередила інші держави. У 1874 був побудований перший в світі мінний загороджувач «гальванер». Мінні загороджувачі мінували великі ділянки моря. Робилися спроби створення підводного флоту. У 1879-1881 рр. побудовано 50 малих підводних човнів для оборони Кронштадта і Севастополя, але субмарини не могли виходити у відкрите море і виявилися неефективними.
У 1881 р Росія приступила до будівництва морехідного броненосного флоту. Його основу склали ескадрені броненосці (за зразком «Петра Великого»), здатні здійснювати далекі походи і призначені для бою з ворожими ескадрами. Броненосні і легкі крейсери могли діяти як в загальному бойовому строю, так і самостійно. Був створений морський мінний флот з мінних крейсерів, пізніше замінених ескадрених міноносцями (есмінцями). Зберігся і оборонний флот. Його складали невеликі броненосці берегової оборони, канонерські човни, мінні загороджувачі і міноносці.
Стратегію і тактику бойових дій броненосного і мінного флоту розробив С. О. Макаров. Він розглядав мінні крейсери як наступальну зброю. Було відроджено потужний Чорноморський флот, сильна російська ескадра перебувала на Далекому Сході. До кін. 19 в. військово-морський флот Росії (107 кораблів) стояв на третьому місці в світі, поступаючись тільки англійської (355 кораблів) і французькому (204 корабля).
Історичне значення військової реформи
Військові реформи 1861 - 1874 років зіграли важливу роль в підвищенні боєздатності російської армії, що було переконливо продемонстровано в ході російсько-турецької війни 1877 - 1878 років.
Д.А. Мілютін пробув на посаді військового міністра двадцять років, отримавши на відміну від інших реформаторів можливість не тільки розробити реформу, а й здійснити її на практиці.