Следующим шагом стало изменение принципов комплектования, мобилизации и развертывания. Русские войска в начале царствования Александра II были тяжеловесной силой и разворачивались для войны долго и трудно. Реформы и здесь дали результат, но затем военные уперлись в скудные возможности промышленности: для того, чтобы быстро перебросить нужное количество войск в нужный район, требовалась мощная сеть железных дорог, которой в России пока что не существовало. Зато удалось продавить важное нововведение: всеобщую воинскую повинность. Естественно, что этот пункт реформ вызвал ожесточённые дебаты в прессе и обществе. Император создал совещательные комиссии для наилучшей организации реформы, и в конце концов долгая борьба, работа с общественным мнением, подковерные интриги и споры принесли свои плоды: мужчины старше 21 года, кроме льготников, призывались на действительную службу, по истечении которой отправлялись в запас.
Константин Савицкий, «На войну»
Офицерский корпус тоже ожидали перемены. Военное образование ранее имели лишь немногие командиры, но современные войны требовали специалистов. Для подготовки офицеров создали систему новых военно-учебных заведений: военные гимназии, выпускники которых поступали в военные училища, и юнкерские училища, собиравшие самых разных людей и призванные охватить обучением широкую массу офицерства.
Вопрос о вооружении армии во время Крымской кампании стал настоящей притчей во языцех. Следующая новация Милютина состояла в перевооружении войск более современными образцами. Место гладкоствольных ружей окончательно заняли нарезные, и после нескольких попыток остановиться на других образцах, войска получили «берданки» — винтовки Бердана, производившиеся на собственных заводах. Правда, долгие метания привели к тому, что в большой конфликт русская армия вступила с несколькими видами винтовок. Одновременно в войска поступили револьверы Смит-Вессона. Артиллерия оставалась бронзовой, но приобрела нарезные казнозарядные образцы орудий и более современные боеприпасы — фугасные и шрапнельные снаряды.
Шли учения, и несмотря на некоторые трудности (в частности, нехватку полигонов) войска активно тренировались, причем маневры проходили систематически, к ним привлекались большие массы войск.
Огромный шаг вперед сделала военная медицина. Со времен Крымской войны русским врачам удалось примерно втрое сократить смертность от ранений. Создание дивизионных лазаретов с ротами носильщиков при них, возможность перевозить раненых по железным дорогам, медики в составе воюющих частей — все это заметно облегчило участь раненых.
Армия быстро менялась. Насыщение казнозарядным нарезным оружием, современная организация, тактические нововведения, новые принципы комплектования — все это постепенно делало императорскую армию эффективными вооруженными силами индустриального века. Предстоящая крупная война становилась не просто очередным конфликтом, но экзаменом на соответствие эпохе.
С Черноморским флотом, который мог бы стать серьезным подспорьем в будущей войне, дело обстояло хуже. Россия слишком робко освобождалась от пут Парижского соглашения, и на Черном море могла выставить только несколько броненосцев береговой обороны («поповки», названные по имени своего создателя, адмирала Попова). «Поповки» не могли заменить настоящих боевых кораблей и были не более чем плавучими батареями, ограниченно пригодными только для обороны собственного побережья. Примерно такими же возможностями обладали пароходы РОПиТ — Русского общества пароходства и торговли. Общество создали вскоре после Крымской войны, с двоякой целью: официально — чтобы развивать судоходство на юге, неофициально — чтобы сохранить базу (в частности, подготовленные экипажи) для будущего восстановления Черноморского флота. Гражданские суда с началом войны вооружили, и они смогли принять некоторое участие в войне. Однако вооруженные «купцы» ни в каком виде не могли быть заменой полноценному военному флоту. В итоге конфликт на Балканах оказался в первую очередь сухопутным, несмотря на то, что все события происходили вокруг Черного моря.