Одразу після петроградських подій український уряд усунув російських генералів від командування Київським та Одеським військовими округами, що створило сприятливі умови для національного військового будівництва. Новим командувачем Київського військового округу (КВО) було призначено підполковника В. Павленка — колишнього начальника загону повітряної охорони при російській Ставці Верховного головнокомандування й активного учасника українського військового руху. Командувачем Одеського військового округу став начальник 12-ї кавалерійської дивізії генерал Ю. Єлчанінов, який погодився виконувати накази української влади. Фактичним керівником Одеського військового округу (ОВО) став колишній член УВГК і командир гайдамацької бригади підполковник В. Поплавко, призначений комісаром при штабі ОВО. Переважна більшість російських офіцерів, які служили в штабах обох округів, залишилася на своїх посадах й підпорядкувалася українській владі.
У складі українського уряду після проголошення УНР було створено окреме військове відомство на чолі із С. Петлюрою. Усупереч усім вимогам соціалістичних доктринерів щодо демократизації армії С. Петлюра намагався сформувати збройні сили УНР на засадах відновлення військової дисципліни. 21 листопада своїм першим наказом на посаді керівника генерального військового секретарства він скасував виборність командного складу в українському війську. 29 листопада С. Петлюра віддав наказ про встановлення внутрішнього розпорядку та «національної військової дисципліни» у збройних силах УНР. Українські вояки мали беззастережно виконувати накази офіцерів усіх рангів, зобов’язаних, своєю чергою, виказувати товариське ставлення до рядових козаків.
На цей час в українських військових формуваннях уже склалася традиція вживання термінології козацької доби. Батальйон називали куренем, роту — сотнею, відділ — чотою. Замість офіцерських звань російської армії повернулися козацькі назви військових рангів на кшталт «хорунжий», «сотник». Офіцерів за традицією було прийнято називати старшинами, а вояків — козаками. Надзвичайно популярним в українському війську стало слово «гайдамаки». «Багато слово це говорить українському серцю. В XVIII столітті гайдамаками пани [називали] українських кріпосних селян, які складали на манер козаків дружини для боротьби зі своїми грабіжниками за землю і волю... — писав український часопис. — Тепер же, коли Україна повернула собі свободу, завела свою армію — гайдамаками вона стала називати солдатів українських військ... Гайдамаки — це українська революційна армія, підпорядкована Центральній Раді. Гайдамаки — наша гордість і надія, вони наші діти, сини і брати».
На початку грудня 1917 р. стартувало формування Генерального штабу — центрального органу управління збройних сил. Його начальником став уродженець Полтавщини — генерал Б. Бобровський. Випускник імператорської академії Генштабу, він провів тридцять років на російській військовій службі, брав участь у війні з Японією та кампанії 1914— 1916 рр., служив переважно на штабних посадах. Генерал майже не володів українською мовою, але в 1917 р. очолював українську військову громаду у Двінську. Через транспортні труднощі Б. Бобровський не зміг одразу після призначення прибути до Києва. За його відсутності обов’язки начальника Генштабу виконував перший генерал-квартирмейстер, підполковник Є. Кельчевський — талановитий офіцер Генштабу і переконаний федераліст. Другим генерал-квартирмейстером було призначено підполковника О. Сливинського — активного учасника українського військового руху й члена партії соціалістів-революціонерів.
Складне становище, яке склалось у російській армії, змушувало багатьох офіцерів клопотати про перехід на українську службу. Але для багатьох із них це було лише способом позбутися революційних порядків. Так, до лав української кінної бригади в Гжатську перейшло чимало російських офіцерів, які хотіли таким чином дістатися на південь і вирушити далі на Дон. Голова української ради 5-ї армії невдовзі після петроградського перевороту повідомляв до Києва: «Останнім часом до армійської ради звертається багато офіцерів щодо переведення до українських частин... Просимо без посвідчення тутешніх рад не приймати офіцерів в українське військо, позаяк кращі сили залишаються тут, в Київ тікають ті, хто став українцем лише при більшовиках». Начальник мобілізаційного відділу українського Генштабу капітан М. Удовиченко свідчив: «В інспекторський відділ військового міністерства приходило кожного дня на прийом до 400—500 офіцерів... Українською мовою розмовляла переважно молодь. Люди ж похилого віку та в чинах просили розмовляти з ними російською. Для молоді вакансій було багато, й здебільшого вона отримувала призначення до нового місця служби. Ті ж люди, які кинули командування на фронті великими частинами, починаючи з полку і вище, вимагали „відповідної посади“ (відповідної служби), але це було важче, оскільки Генеральний штаб ще не починав здійснювати своїх організаційних планів і справа відкладалася. Елемент, окрім молоді, загалом був не ідейний з боку національного; з більшовиками і то не всі хотіли битися, не кажучи вже про те, що „самостійна“ Україна для багатьох була жупелом[1]».
Старші офіцери, які вирішили пов’язати свою долю з українською справою, обійняли відповідальні посади в збройних силах УНР. Так, призначений Головним начальником російської артилерії генерал барон С. Дельвіг перейшов на українську службу й став інспектором артилерії військ УНР. Інспектор автомобільних частин Південно-Західного фронту генерал Н. Ніколич був призначений інспектором автомобільних військ УНР. Але брак національно свідомих, професійно підготованих військових кадрів нерідко призводила до призначення на найвищі посади офіцерів, які залишалися байдужими до національної справи й не надто співчували ідеї української державності. За свідченням співробітника українського Генштабу, унаслідок цього «в установах Генерального штабу запанували хаотичність, суперечки, політика, недбальство, саботаж». В. Кедровський відзначав, що «переповнення українських військових центральних інституцій, а за ними й місцевих „золотопогонниками“, символом контрреволюції, „єдіной Рассії“ та царизму <...> впливало на українські військові маси негативно та пособляло більшовицькій пропаганді в обвинуваченню Центральної Ради в контрреволюційності».
Незважаючи на нестачу кадрів, організаційна робота зі створення національних збройних сил не припинялася. Комісія офіцерів 1-го Українського полку ім. Б. Хмельницького підготувала словник української військової термінології. Керівництво військового секретарства спільно з представниками Всеукраїнської ради військових депутатів розробляло статут українського війська. 9 грудня наказом С. Петлюри було запроваджено зовнішні відзнаки національних збройних сил: усі офіцери та вояки повинні були носити на головному уборі жовто-блакитну стрічку. Усі ці заходи мали не лише створити умови для подальшого військового будівництва, а й сприяти патріотичному піднесенню у військах, які підпорядкувалися на той час українському урядові.
На початку листопада 1917 р. у Києві перебувало лише кілька українських військових формувань: 1-й Георгіївський український запасний полк і 3-й курінь 1-го Українського запасного полку. У ході зміни влади Центральній Раді підпорядкувалася Українська школа прапорщиків, яка невдовзі дістала назву 1-ї Української військової школи ім. Б. Хмельницького. На базі 5-ї Київської школи прапорщиків було відкрито 2-гу Українську військову школу. З юнкерів російських військових училищ, які виявили бажання перейти на українську службу, було створено збірну Українську школу прапорщиків.
Заклик українських військових організацій захистити Центральну Раду в листопаді 1917 р. знайшов палкий відгук серед вояків-українців на фронті. Начальник штабу однієї з українізованих дивізій повідомляв: «Люди, наелектризовані національним почуттям, рвуться підтримати Центральну Раду і навести лад в Україні». Не рахуючись із заборонами та погрозами командування, окремі частини самочинно вирушили до Києва. До початку грудня в столицю України прибули 1-й Український полк ім. Б. Хмельницького, 2-й Український полк ім. П. Полуботка (колишній 621-й Немирівський полк), Гайдамацький полк ім. П. Сагайдачного, Український сердюцький полк ім. П. Орлика, полк ім. Т. Шевченка, кінний полк Вільної України, 1-й Український курінь смерті, курінь ім. Т. Шевченка, Чорноморський курінь ім. П. Сагайдачного, кулеметний курінь, 4-й важкий гарматний дивізіон ім. Т. Шевченка, 7-й важкий гарматний дивізіон ім. Д. Апостола. У складі київської залоги було створено також 1-й Український панцерний дивізіон. Розпочалося формування Галицько-буковинського куреня з полонених-українців австрійської армії. З підрозділів державного ополчення було створено Український вартовий полк ім. І. Виговського.