В 1929 году ЦК ВКП(б) принимает постановление «О состоянии обороны страны». Реввоенсовет СССР и народный комиссариат по военным и морским делам получили задачу наряду с модернизацией имеющегося вооружения организовать работу по производству принципиально новых видов вооружения. Речь шла о танках, самолетах и авиадвигателях, артиллерии, средствах химической защиты и связи. В РККА вводится должность начальника вооружения. Этот пост занял образованнейший и талантливый военачальник того времени И.П. Уборевич. Позже, в 1931 году его сменил на этом посту Тухачевский. Создается Управление моторизации и механизации РККА. Его возглавил большой знаток танкового дела К.Б. Калиновский.
До 1929 года страна не имела ни танковой промышленности, ни конструкторов, ни инженерно-технического состава. А поскольку повышение роли танков в современной войне, их влияние на состояние и уровень развития Вооруженных Сил стало бесспорным, началось мощное развитие танковой промышленности. Уже за первую пятилетку в войска поступило около 4 тысяч танков и танкеток, а в 1931—1935 годах армия в достаточном количестве получала современные боевые машины: танкетку Т-27, легкие танки Т-24, Т-26, быстроходный танк БТ, средний танк Т-28, тяжелый пятибашенный танк Т-35.
Принимается новый план строительства ВВС. Главное внимание здесь уделяется созданию бомбардировочной и истребительной авиации.
В том же 1929 году Реввоенсовет СССР принимает пятилетнюю программу артиллерийского перевооружения армии. Она предусматривала увеличение дальнобойности, скорострельности, огневой мощи орудий, создание крупных артиллерийских КБ, закладку новых заводов. Создавались образцы танковой, противотанковой, зенитной артиллерии, программа эта была выполнена
полностью, и за 1928—1933 годы производственные мощности артиллерийских заводов возросли в 6 раз, а производство, например, зенитной артиллерии увеличилось в 25 раз.
Помимо технического перевооружения серьезно встал вопрос о пересмотре руководящих документов боевой подготовки войск, чтобы организовать боевую учебу на более высоком уровне. Долгое время войска жили по уставам, принятым в 1924—1925 годах. Теперь сама жизнь требовала введения новых уставов. Основу их составлял временный полевой устав РККА 1929 года, часть II (дивизия, корпус). Согласно уставу, основным видом боя являлся общевойсковой бой, успех которого зависит от взаимодействия всех родов войск. Впервые был четко определен порядок использования авиации, танков, инженерных войск, организации ПВО, ПТО, ПХО.
Войска начали учиться по-новому. Не обошли новшества и 7-ю стрелковую дивизию. На тактико-строевых занятиях и учениях отрабатывались новые способы и формы ведения современного боя, осваивались новейшие образцы вооружения и военной техники. Серьезное внимание уделялось взаимодействию стрелковых частей с артиллерией, танками и авиацией в различных видах общевойскового боя. По-новому организовывалось управление, и от этого возросла нагрузка на штабы.
Николая Федоровича радовали все эти новшества. Он на практике убеждался в правильности теоретических положений, над которыми ломал голову в академии и которые теперь определяли всю деятельность войск. Во многом благодаря стараниям Ватутина оперативное отделение штаба уверенно чувствовало себя в учебно-боевой обстановке.
Не секрет, что успех проводимых в армии мероприятий в огромной степени зависит от уровня подготовки командных кадров. Командный состав РККА к тому времени на 90 процентов имел среднее специальное военное образование, но в свете новых требований восьми часов командирской подготовки в месяц явно не хватало. Приказ наркома об увеличении времени на подготовку командного состава до 42 часов в месяц был принят в войсках с энтузиазмом. Теперь наряду с тактической, огневой подготовкой серьезное место начала занимать техническая подготовка. Она проводилась по программе обязательного технического минимума по родам войск для каждой категории комсостава.
Ватутин был в дивизии единственным командиром с академическим образованием, и ему поручили проводить занятия с офицерами штабов дивизии и полков. Много времени отдавал он и подготовке к сборам командиров полков, батальонов, дивизионов. Проходили сборы под руководством командира дивизии, но многие материалы готовил Ватутин. Он же нередко проводил занятия. Отрабатывались вопросы управления войсками в бою с привлечением современных средств связи. Чтобы не отрывать от боевой подготовки строевые подразделения, в качестве войск использовались полковые школы младших специалистов. Их сводили в своеобразные батальоны, полки. Командиры с помощью своих штабов учились управлять войсками в сложной обстановке.