С начала 70-х годов как тактические учения, так и стрельбы артиллерии начинают проводиться в обстановке, приближенной к боевым условиям. В целях доведения искусства «цельной» стрельбы полевой артиллерии «до возможной степени совершенства» вводилась новая программа практических стрельб, увеличивались денежные поощрения — призы наводчикам за отличную стрельбу. При проведении боевых стрельб практиковалась смена прислуги и лафетов у орудий, вызывались запасные наводчики, менялись лошади в упряжках и т. п.⁴⁷

Для подготовки кавалерии к пробегам на большие расстояния совершались ускоренные марш-маневры на дальние дистанции.

Значительно было усилено физическое воспитание солдат. В войсках преподавали гимнастику и фехтование, создавались гимнастические городки, сооружались различные укрепления, которые солдаты учились штурмовать. Больше заботы проявлялось о повышении грамотности среди солдат. Издавались специальные солдатские журналы, открывались ротные и полковые библиотеки. В военных академиях, а также в крупных центрах дислокации войск в определенные дни для всех желающих практиковались лекции по различным вопросам военных знаний. Наряду с этим в тактической подготовке войск сохранялись отдельные старые принципы (сомкнутый строй, недостаточное использование возможностей новых видов вооружения: скорострельности, стрельбы на дальние дистанции, по закрытым целям). Отпуск снарядов для стрельбы был крайне ограничен. По-прежнему игнорировалась стрельба с коня и действия в пешем строю. Кавалерия была слабо подготовлена к несению разведывательной службы.

Для улучшения подготовки офицерского корпуса в середине 60-х годов была проведена реформа военно-учебных заведений, где после смерти генерал-адъютанта Ростовцева главным начальником в 1860—1862 гг. стал великий князь Михаил Николаевич. В соответствии с потребностями было уменьшено число этих заведений и улучшено качество обучения в них.

Общее образование было отделено от специального, расширен доступ лицам недворянского происхождения. В 1863 г. в составе Военного министерства создано Главное управление военно-учебных заведений, возглавил которое Н. В. Исаков⁴⁸, ставший непосредственным руководителем реформы военного образования. Управление, заменившее Главный штаб его императорского величества по военно-учебным заведениям, ведало всеми военно-учебными заведениями, кроме специальных (академии, артиллерийские, инженерные и другие военно-учебные заведения), которые находились в ведении соответствующих управлений и Главного штаба. Для согласования деятельности всех военно-учебных заведений Военного министерства был учрежден Главный военно-учебный комитет.

В 1862 г. офицерские классы Морского корпуса преобразовали в Академический курс морских наук. В 1863—1866 гг. 12 кадетских корпусов заменили военными гимназиями (со временем их число увеличилось)⁴⁹. Военные гимназии являлись средними учебными заведениями военного ведомства типа реальных училищ. Они готовили воспитанников к поступлению в военные училища. Курс обучения был 6-летний, с 1874 г. — 7-летний. В 1863 г. созданы новые военные училища. Для подготовки пехотных, кавалерийских и казачьих офицеров с 1864 г. ввели юнкерские училища со сроком обучения 2 года, в которые принимались юноши, окончившие средние учебные заведения⁵⁰.

С 1876 г. в военные учебные заведения стали приниматься лица из всех сословий. Несмотря на это, большая часть юнкеров была из дворян, а в некоторых привилегированных училищах обучались почти исключительно дворяне⁵¹.

Вновь введенный порядок производства в офицеры предусматривал обязательное окончание курса юнкерского училища или сдачу при нем установленного экзамена.

В 1868 г. для обеспечения контингента юнкерских училищ 8 военно-начальных школ были реорганизованы в военные прогимназии.

Реформа затронула и высшие учебные заведения — академии. В них пересматривались учебные планы и программы.

Помимо существовавших Николаевской академии Генерального штаба, Николаевской инженерной, Михайловской артиллерийской и Медико-хирургической академий, в 1867 г., как отмечалось выше, открылась Александровская военно-юридическая академия.

Следует подчеркнуть, что в Артиллерийской академии работали известные ученые — профессор баллистики Н. В. Маиевский, профессор технологии А. В. Гадолин, выдающийся математик П. Л. Чебышев⁵². Высокий научный авторитет завоевала в 60—70-х годах Медико-хирургическая академия, ставшая центром передовой медицинской мысли в России. Серьезные преобразования в ней были связаны с именами президента академии профессора хирургии П. А. Дубовицкого и ученого секретаря известного химика Н. Н. Зимина. При академии были организованы научные институты — анатомо-физиологический, естественно-исторический, а также крупный клинический госпиталь. В числе профессоров академии были выдающиеся русские ученые С. П. Боткин и И. М. Сеченов⁵³.

В 1872 г. при академии открылись первые в России женские курсы ученых акушерок, где слушательницы получали высшее медицинское образование. В 1877 г. на базе Академического курса морских наук была создана Морская академия.

Всего к 1880 г. в числе военно-учебных заведений значилось: 6 военных академий, 6 военных училищ, 18 военных гимназий, 16 юнкерских училищ, 8 прогимназий, Пажеский и Финляндский корпуса со специальными классами, приготовительный пансион Николаевского кавалерийского училища и Морской корпус.

Реформа военно-учебных заведений позволила значительно уменьшить некомплект офицеров и поднять уровень их подготовки.

Весомые преобразования распространились и на иррегулярные войска (войска, не имевшие единой и постоянной организации или отличавшиеся от регулярных войск системой комплектования, прохождения службы и др. В России в XVIII — начале XX вв. — казачьи войска и др.).

К началу 1871 г. в ведении Военного министерства состояли следующие казачьи войска: Донское, Кубанское, Терское, Астраханское, Уральское, Оренбургское, Сибирское, Семиреченское, Забайкальское, Амурское; Енисейский и Иркутский конные полки и три казачьи пешие команды⁵⁴.

Изданы новые положения о воинской повинности и военной службе казаков. Казаки получили новое оружие. Казачьи части, бывшие на действительной службе, поставлены в равные условия с регулярными войсками. В первую очередь преобразования проведены в шести казачьих войсках: Донском, Уральском, Оренбургском, Семиреченском, Забайкальском и Амурском. Новый устав о воинской повинности позже был введен в четырех казачьих войсках: Кубанском, Терском, Астраханском и Сибирском.

Некоторые преобразования коснулись и так называемых инородческих войск. К началу 1871 г. на службе состояли следующие части: лейб-гвардии Кавказский эскадрон Собственного Его Величества конвоя, Дагестанский и Кутаисский конно-иррегулярные полки, милиция; Дагестанская, Терская, Андийская и Кубанская, Грузинская пешая дружина и Гурийская пешая сотня. Во всех этих частях состояло на службе по спискам 131 офицер и 5612 нижних чинов. Для новобранцев из крымских татар и башкир Оренбургской губернии были в 1874 г. образованы Крымский, Татарский и Башкирский эскадроны, вскоре переформированные в дивизионы. С декабря 1876 г. по распоряжению главнокомандующего Кавказской армией началось формирование новых инородческих частей на Кавказе⁵⁵.

Военные реформы 1861—1874 годов имели большое прогрессивное значение. Практически они затронули все области военного дела.

Преобразование Военного министерства и образование военных округов не только создали единство управления и ликвидировали излишнюю централизацию, но и обеспечивали более высокую оперативность руководства, самостоятельность частных начальников. Существенные изменения проведены в вооружении армии. Произведена замена гладкоствольного оружья нарезным и скорострельным. Введены винтовки Бердана для пехоты, кавалерии и казачьих войск.