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俄罗斯在克里米亚战争中的失败清楚地表明了其军事机器的破旧性和全面改革的必要性。1862年1月15日战争部的报告规定了以下任务。
军队不得不组建一支和平时期的后备部队骨干队伍，委托他们进行驻军服务，并解散内部服务营。 这一组织不可能迅速实施，直到1864年才开始对陆军和海军进行系统的改组，并减少了部队和军队的数量。 到1869年，部队与新参谋部的调整工作已经完成。同时，与1860年相比，和平时期的部队总人数从89.9万人减少到72.6万人（主要是由于非战斗人员的减少）。而预备役军人的数量从24.2万人增加到55.3万人。因此，随着向战时状态的过渡，新的部队和编队不再被组建，而部队的部署则以预备役军人为代价。现在所有部队可以在30-40天内配备到战时状态，而在1859年则需要6个月。
新的部队组织系统也有一些弊端。
步兵的组织保留了师部，分为线队和步兵连（武器装备相同，没有意义）。
炮兵旅不包括在步兵师中，这对他们的互动产生了负面影响。
在骑兵师的3个旅（轻骑兵、长枪兵和龙骑兵）中，只有龙骑兵的装备有卡宾枪，其余的没有火器，而所有欧洲骑兵都装备有手枪。

1862年5月，米留廷向亚历山大二世提交了一份题为 "建议按地区组织军事政府的主要依据 "的提案。该文件以下列规定为基础。 取消和平时期的军和团的划分，将师作为最高战术单位。 将整个国家分成几个军区。 该地区将由一名首领领导，他将监督部队的行动并指挥地方部队，并委托他负责所有地方军事机构。
早在1862年夏天就建立了代替第一军的华沙、基辅和维尔纳军区，随后在1862年底建立了敖德萨军区。
1864年8月，"军区条例 "获得通过，根据该条例，军区司令员隶属于位于该军区的所有军事单位和军事机构，因此他成为唯一的指挥官，而不是之前计划的视察员（而该军区的所有炮兵单位则直接隶属于军区炮兵司令员）。在边境地区，指挥官被赋予了总督的职责，所有的军事和民事权力都集中在他的身上。区政府的结构保持不变。
1864年又设立了六个军区：圣彼得堡、莫斯科、芬兰、里加、哈尔科夫和喀山。在后来的几年里，形成了以下地区。高加索、突厥斯坦、奥伦堡、西西伯利亚和东西伯利亚军区。

1867年军区地图

1856年，一种新型的步兵武器被开发出来。6线（15.24毫米），枪口装填，绞盘式伯丹步枪。1862年，超过26万名男子用它来武装自己。大多数步枪是在德国和比利时制造的。同时，步枪继续得到改进，1868年伯丹步枪被采用为10,75毫米的统一弹匣，1870年其改进版（2号）被采用。结果，到1877-1878年俄土战争开始时，所有俄军都装备了最新的缩小口径的步枪。
伯丹步枪
1866年，野战炮兵的装备得到了批准，根据这一规定，所有的步兵和马兵炮兵连都应该配备有膛线的后装炮。1/3的步兵炮组将配备9磅炮，而所有其他的骑兵和骑兵炮组则配备4磅炮。野战炮兵需要1,200门枪被重新武装起来。到1870年，野战炮兵的重新武装已经全部完成，到1871年，有448门炮处于储备状态。
伯丹步枪2
1870年，炮兵旅采用了10管加特林和6管巴拉诺夫斯基速射炮，射速达到每分钟200发。1872年，2.5英寸的巴拉诺夫斯基速射炮被采用，它贯彻了现代速射炮的基本原则。
因此，在12年中（从1862年到1874年），炮台的数量从138个增加到300个，枪支的数量从1104门增加到2400门。1874年，有851门炮的储备，并实施了从木制炮车到铁制炮车的改变。
俄罗斯第一艘战舰“彼得大帝”号

经过几年的准备工作，1867年进行了军事司法机构的改革。根据军队的新结构设立了永久性军事法庭，而不是根据部队指挥官的命令为审理具体案件而设立的临时军事法庭：团级和军区法庭以及主要军事法庭（在海军中，主要港口的海军法庭和主要海军法庭分别为船员）。团级法院审理二等兵和军士的案件，军区法院审理军官的案件，特别是二等兵和军士的重要案件。同时，军事法庭的作用得到了加强，并引入了严格的人员配置原则
军事司法改革加强了法院的独立性，设立了调查员和军事检察官的职位，废除了被告的阶级特权，并建立了对判决提出上诉的统一程序。 为了培训军事律师，同年（1867年）成立了亚历山大军事法律学院。

变革的一个重要部分是军事教育的改革。在此之前，大多数军官都接受过家庭或体育学校的教育，而军事训练则是在军团或军校中进行的。从1863年起，建立了一个提供中等教育的军事体校系统。与军校相比，军校的学习课程扩大了，而军事化程度却大大降低了。米留廷认为，一个官员必须成长为一个受过良好教育的公民，他的思想不被不断的钻研所扭曲，他的主动性不被既定的秩序所压制。1863年，军事部下属的军事教育机构总局成立，负责管理整个军事教育领域。在俄罗斯，教学委员会首次在总局内开始工作。开始积极编写和出版教科书。1878年，在巴黎国际博览会上，俄罗斯提出了一套完整的、系统化的教科书，在国外使用。这是对俄罗斯军事科学成就的认真认可。
改革军事教育的想法如下：
从以前的学员团中分配出高级班，从中组建学习期为两年的军事学校（对于炮兵和工兵部队--三年）。
初级班组成了军事体校，学习时间为六年（从1873年起为七年），为学生进入军事学校做准备。
此外，还有一种简化的军事教育形式，包括从军事小学（反过来说，它是县级军官军事训练系统的继承者）和军校（1864年开始组建）组成的军事专业学校，这些学校既可以招收军事专业学校的毕业生，也可以招收包括自由人在内的低级军官。
军校作为一种新型的军事教育机构出现在1864年。 根据7月14日批准的草案，其工作人员被定义为200人（连）。在地区总部创建了容克的学校。他们被命名为步兵或骑兵，并以所在城市命名。1864年底，维尔纽斯和莫斯科的士官学校开始招生。1865年创建了赫尔辛基（招收100名学员）、基辅、敖德萨、楚格夫、里加（各招收200名学员）以及特维尔和叶利萨韦特格勒骑兵学校（分别招收60名和90名学员），1866年创建了喀山和梯弗里斯（各招收200名学员）。1867年成立了奥伦堡学校，招收200人（包括奥伦堡、乌拉尔、西伯利亚和塞米列申斯卡哥萨克部队的120名学员）
从 1868 年开始，下级军官的服役年限停止生产，只有在军事或学员学校完成课程后才有可能成为军官。从那时起，军队的主要军官流经了学员学校，这些学校在学生的组成方面更加民主。然而，到了19世纪末，学员学校因教育水平不足而受到批评，1911年改制为军事学校，并改进了课程。昔日的学员军团中，只保留了主要培养俄罗斯贵族的特权教育机构“侍从军团”和属于芬兰大公国军事教育体系的芬兰军团。
稍早的时候，对军事院校的改革已经发生了。1855年，从炮兵学校的军官班中成立了炮兵学院和工程学院，1863年在米留廷的领导下，这些学院从总参谋部学院中分离出来，成为米哈伊洛夫斯基炮兵学院和尼古拉耶夫斯基工程学院。为武装部队的 "科学家 "建立单独的学院，表明军事领导层对炮兵和工程兵的重视程度增加，这些部队的具体情况需要专门的训练。当时，军事医学和后来成为军事医学院的医疗外科学院显示了巨大的成就。对教师的培训也在发展。1865年，在圣彼得堡第二体校开设了教师培训课程，培训军事体校的教师。 然而，在19世纪70年代，等待俄军的是军事改革的最后一个关键部分：向新的人员编制制度过渡。 由战争部长德米特里·米留廷发起的改革，是为了使俄罗斯成为世界上最好的军队之一。而且，尽管存在经济问题和工业发展滞后，这一任务还是完成了。

改革的内容总结。
- 军队减少40%。 - 建立了一个军事和士官学校网络，接纳所有的代表。
- 改进军事管理制度，实行军区制（1864年），创建总参谋部。
- 建立公开和对抗性的军事法庭和军事检察官办公室。 - 在军队中废除体罚（对特殊 "被罚款 "者的鞭刑除外）。
- 陆军和海军的重新武装（采用有膛线的钢枪、新式步枪等），重建国家工厂。
- 1874年实行普遍征兵制，以取代征兵制并缩短服役时间。根据新的法律，所有21岁的年轻人都被征召入伍，但政府每年都规定必要的新兵人数，并且只抽签决定这个数字，但通常不超过20-25%的人被征召入伍。父母的独生子、家庭中唯一的养家糊口者以及如果应征者的兄长正在服役或已经服役，则不需要被征召。
被征召的男子在陆军中的服役时间为15年：现役6年，预备役9年；在海军中为7年：现役7年，预备役3年。完成小学教育的人的服役期缩短为4年，完成城镇学校的人缩短为3年，完成高中教育的人缩短为1.5年，完成高等教育的人缩短为1.5年。