袁世凱于1895年12月16日前往小站鎮(zhèn)接管定武軍。雖然在朝鮮期間與日本發(fā)生直接沖突，甲午一戰(zhàn)日本攫取了中國重大權(quán)益，但是在這時他卻開始鼓動全軍學(xué)習(xí)日軍作風(fēng)。袁世凱擔(dān)心如果不采取果斷措施，“橫逆以來，日益滋甚，蠶食鯨吞，不堪設(shè)想”。定武軍是在1894年底，朝廷采納李鴻章的德國軍事顧問漢納根的建議，派長蘆鹽運(yùn)使胡燏棻在天津小站編練的一支新式陸軍，共計(jì)10營4750人，其中步兵3000人，炮兵1000人，騎兵250人，工程兵500人。

由袁世凱接管定武軍后，加募了步兵2000人，騎兵250人，將其整支部隊(duì)擴(kuò)編到7000人，并改名為“新建陸軍”，保留德式建制不變，繼續(xù)聘用德國軍官充任教習(xí)，還專門成立了由德國人組成的教習(xí)處。編制上以鎮(zhèn)為單位，鎮(zhèn)以下設(shè)協(xié)、標(biāo)、營、隊(duì)、排、棚，綜合步馬炮工輜五種兵種。步兵又分左右兩翼，左翼2營，右翼3營；炮兵則分為右翼快炮隊(duì)、左翼重炮隊(duì)和接應(yīng)馬炮隊(duì)。裝備方面，全部使用購自國外的新式武器裝備。各級軍官大量任用國內(nèi)外正規(guī)軍事學(xué)校畢業(yè)生充任。軍中又設(shè)步兵、炮兵、騎兵、德文四所隨軍學(xué)堂，這些學(xué)堂的畢業(yè)生除學(xué)習(xí)德文者準(zhǔn)備派赴德國留學(xué)外，其余全部派充下級軍官。另外還設(shè)有專門對官兵實(shí)行輪訓(xùn)的講武堂。遇有軍官出缺，一概不許在軍事學(xué)堂和新軍以外，隨意選任。士兵的選拔招募，參照西方資本主義國家的軍隊(duì)條例，有較嚴(yán)格的限制：年齡從十六歲至二十五歲；身高在四尺八寸以上；必須土著，應(yīng)募時須報(bào)三代家口住址和指紋箕斗數(shù)目；吸食鴉片或犯有事案者，以及“城市油滑向充營勇者”也一概不收。從新兵招募到軍官任用的條件可以看出，這支軍隊(duì)的設(shè)計(jì)者試圖竭力抵制兩種類型人混入其中：一為特權(quán)階層；二為有過舊式軍隊(duì)經(jīng)歷的人。

袁世凱對軍隊(duì)改革的最大貢獻(xiàn)就是打破了以往中國舊式軍隊(duì)以鄉(xiāng)勇為基礎(chǔ)的組織方式，并打破舊軍隊(duì)中任人唯親的傳統(tǒng)，貫徹任人唯賢的能力主義，這在當(dāng)時十分為人稱道。曾國藩的湘軍、李鴻章的淮軍等，都是以各地鄉(xiāng)勇的同鄉(xiāng)血緣關(guān)系為組織紐帶，軍官的任命主要根據(jù)同鄉(xiāng)血緣關(guān)系的親密程度。而袁世凱的“新建陸軍”中廢除了同鄉(xiāng)血緣關(guān)系的紐帶，徹底實(shí)行能力主義，使其成為一支近似于西方軍隊(duì)的新式軍隊(duì)。

在后來組建的“北洋六鎮(zhèn)”中，除第一鎮(zhèn)由滿人貴族鐵良任統(tǒng)制外，其余五鎮(zhèn)均由袁世凱的親信王英楷、曹錕、吳鳳嶺、吳長純、段祺瑞等分任統(tǒng)制。被稱為“北洋三杰”的段祺瑞是安徽人、馮國璋是河北人、王士珍是福建人，都與袁世凱沒有鄉(xiāng)族關(guān)系，而是根據(jù)他們的能力被袁世凱選拔上來的。段祺瑞、馮國璋都曾留學(xué)德國，年青的蔡鍔從日本留學(xué)歸來后，被袁世凱破格提拔為云南總督。當(dāng)時“新建陸軍”的高級將官中，1/3以上都是留學(xué)生生。

值得思考的是，后來袁世凱稱帝，支持其稱帝的多是一些以前的立憲派人士，他們又多是出于自己的政見——當(dāng)時的中國適宜建立君主立憲制而非共和制——支持袁世凱的，比如楊度、孫毓筠、劉師培、嚴(yán)復(fù)等，而袁親手重用提拔的北洋軍將領(lǐng)們，卻大部分表示反對。段祺瑞和馮國璋辭官抗議，蔡鍔更是起兵討袁?？梢娺@批所謂的“嫡系將領(lǐng)”與袁世凱之間并沒有形成舊式的追隨關(guān)系。

如果在這一時期，就說這支部隊(duì)是袁世凱的“私人軍隊(duì)”或是具有地方分離主義的武裝是沒有切實(shí)依據(jù)的。袁世凱之所以能控制建陸軍，更大程度上是通過他在北京的政治影響力，新建陸軍在財(cái)政和行政方面都依賴中央政府的支持和調(diào)度，由于新式建制的采用，新軍的各級軍官也頻繁變動，同樣限制了士兵和軍官之間發(fā)展成舊式的個人忠誠關(guān)系。更為重要的是，建立這支新軍的初衷也并不是國家或地方上為對付國內(nèi)叛亂，而是針對列強(qiáng)對國家安全構(gòu)成的威脅。

對于袁世凱的練兵成效，不但有清政府的監(jiān)督監(jiān)察，而且西方人士也在時刻關(guān)注。美國歷史學(xué)家拉爾夫·爾·鮑威爾在《《中國軍事力量的興起（1895～1912）》》一書中有這樣記載：“美國官員高第少尉，訪問了保定軍營。北洋軍的一整協(xié)為他作了操演，使他產(chǎn)生了極其良好的——也許是過譽(yù)的——印象。他的意見是，軍佐們都很聰明，并表明了‘訓(xùn)練極好’，而未入流的軍佐則不僅了解他們的職責(zé)，還能加以執(zhí)行。士卒的軍容整潔，操練純熟，還能夠勝任最艱巨的工作。他們都配備了最新式的毛瑟槍，維護(hù)得也很好?！薄霸诒６吹降氖孔渑c中國的多數(shù)部隊(duì)都不同，槍法和美國軍隊(duì)一樣準(zhǔn)確?！?/p>

義和團(tuán)運(yùn)動中，袁世凱署理山東巡撫，他的2個營被派到山東，鎮(zhèn)壓義和團(tuán)的同時，也起著防止德國人的軍事入侵的作用。同時他又將山東舊軍34營改編成馬步編隊(duì)20營，計(jì)14000人，定名為“武衛(wèi)右軍先鋒隊(duì)”。此時，“武衛(wèi)右軍”的實(shí)力又得到進(jìn)一步發(fā)展。當(dāng)八國聯(lián)軍侵入中國的時候，袁世凱參加“東南互?！本芙^宣戰(zhàn)。經(jīng)過八國聯(lián)軍之役，武衛(wèi)軍前、后、左、中軍或消滅，或沒落，唯有袁世凱的“武衛(wèi)右軍”，非但沒有損失而且還有寬大的發(fā)展。此時，袁世凱屬下的近代化軍隊(duì)總計(jì)已逾兩萬人。

雖然榮祿直到1903年去世時還在名義上擁有帝國軍隊(duì)最高指揮權(quán)，在八旗中也有著很高的虛銜，但他在實(shí)際的軍事指揮中已不能起主導(dǎo)作用了。

1901年清政府政府下令永遠(yuǎn)停止“武生童考試及武科鄉(xiāng)會試”，因“所習(xí)硬弓刀石及馬步射，皆與兵事無涉，施之今日，亦無所用”，并令各省在本年內(nèi)嚴(yán)汰綠營、防勇十分之二三。

1904年開始，為進(jìn)一步統(tǒng)一軍制，淘汰舊軍，特在北京設(shè)立練兵處，做為考查和督練新軍之總機(jī)關(guān)，各省又設(shè)督練公所。練兵處以奕劻為總理大臣，袁世凱為會辦大臣，鐵良為幫辦大臣。

袁世凱在新一輪的軍事近代化事業(yè)中占據(jù)了舉足輕重的地位。當(dāng)時，“朝有大政，每由軍機(jī)處問諸北洋（袁世凱）”，當(dāng)仁不讓，袁世凱成為“全面推行中國軍事現(xiàn)代化的第一人”，但這引起了清朝皇族和他的政敵的嚴(yán)重嫉妒和不滿。