1894年的甲午中日戰爭，清朝軍隊在海陸兩個戰場都遭遇慘重的軍事失敗。在海上，重金打造的北洋水師最終以全軍覆沒而結束。在陸上，起家於鎮壓太平天國、捻軍等的湘軍、淮軍等也不堪一擊。
戰爭的失敗有多重原因，但是無疑軍事制度、軍隊素質等方面的差距亦不容忽視。陸軍方面的湘軍、淮軍都明顯落後於時代。
失敗以後是軍事重建。在陸軍方面，按西方強國的模式編練新式軍隊。這一輪的現代化過程往往因爲在軍事上並沒有大的戰爭襯托而不被人所關注，但事實上，相比於洋務運動時期的軍事改革，後甲午時代的清朝軍事陸軍和改革，對整個社會有更深遠的影響，甚至決定了後來中國歷史的走向。
陸軍重建地分南北
以小站練兵而聞名的袁世凱和其新軍，這是這股軍事重建的產物。除了袁世凱的新式陸軍之外，還有張之洞的自強軍，聶士成的武毅軍也按照西法訓練和裝備，改建爲新式軍隊。值得一提的是，大多數的將領，如袁世凱、宋慶、聶士成等都是甲午戰爭時的關鍵人物。
早在1894年甲午戰爭爆發後，原廣西按察使胡燏棻奉清政府之命，在天津用西法編練十營定武軍，分別爲步兵3000人、炮兵1000人、騎兵250人和工兵500人，一共4700人。但還沒有等這支部隊操練完畢上戰場，清朝就已經在甲午戰敗。
定武軍和自強軍一南一北，各有特色。定武軍相對依然保守，雖說“一切操練章程，均按照西法辦理”，但其營伍編制仍未脫勇營舊制痕跡，步、炮均爲500人一營，馬250騎一營，營下分哨，這些都和湘淮舊制差別不大，但工程營的設置是一個創制，從而打破了勇營制度中單用長夫的格局。
南方的自強軍更接近西制，因其各級主官全數聘用德員，洋人不僅負責訓練，還有管理權，這在晚清軍隊裏也屬鳳毛麟角的。自強軍和定武軍一樣，也分步、馬、炮、工程四兵種，它的營制和西制很接近，如步隊一個營和當時德軍一個連的人數大致相當，組織也相似，這和軍中德員的聘用有很大關係。
南北殊途同歸的是，定武軍和自強軍最後都歸於袁世凱麾下。1895年胡燏棻調職，袁世凱接手了定武軍，改稱“新建陸軍”，開始了有名的“小站練兵”，把規模擴大到7000人，王士珍、段祺瑞、馮國璋、曹錕、張勳、何宗蓮等在民國時代名噪一時的大人物都曾在此新軍中任職，或由此發跡。
新建陸軍一切依照德國與日本的制度，由德國軍官構成核心教官體系，參照德國陸軍制度進行編制，並分立警、步、馬、炮、工、輜等兵科。總部還設立了督練處、教習處、糧餉局、軍械局、軍醫局、轉運局和偵探局，督練處內又設參謀營務、執法營務和督操營務，形成了類似現代意義上司令部的體系。從此到練新軍時的練兵處、督練公所，直至民初軍內八大處的形成，都系一脈相承。
新建陸軍的步、馬、炮、工各營隊與舊制勇營差別很大，它的各“營”編制人數不僅高於練防軍的營人數，也多於西制的營人數。如步隊每營四隊，每隊三哨，每哨六棚，大致相當於西制的兩個營；炮隊營的人數炮位，大致相當西制一個炮兵團；馬隊一營也相當於西制一個騎兵團；工程營按專業分隊，比較特殊，大致相當西制一工兵營；行軍時還有輜重隊的設置。有趣的一點是新建陸軍中步、炮各營的主官稱爲“統帶”，而不是習慣上營的“管帶”，也說明兩者的差別所在。當然，新建陸軍也保留了一些舊軍做法和名稱，如“翼”的設置等等，反映了其變革的舊有痕跡遺留。
其後，自強軍也被調到直隸劃歸袁世凱，最後構成了北洋六鎮中第四鎮的基礎。這樣，南北兩支新軍最終均歸於袁世凱麾下。不過自強軍雖然最後歸於北洋袁世凱，但其構成了南方清朝地方實力派軍事改革的一個基礎，於是纔有了後來張之洞繼續在湖北編練新軍，最終撬動了中國歷史的大變革。
武衛軍—被中斷的“國防軍”
1898年10月，“新建陸軍”被編爲武衛軍“前後左右中”五路中的武衛右軍，直接受直隸總督兼北洋大臣榮祿節制。隨機跟隨袁世凱到山東去鎮壓義和團運動。在那裏，袁世凱將三十四營舊軍改編，命名爲“武衛右軍先鋒隊”，令武衛右軍擴大至兩萬餘人。
袁世凱的新建陸軍被併入武衛軍實際上是清末軍事大改編的一部分。榮祿改編的這支軍隊，除了袁世凱部(武衛右軍)外，還兼有了聶士成的武毅軍(武衛前軍)，宋慶的毅軍(武衛左軍)和董福祥的甘軍(武衛後軍)，又自己建立了武衛中軍。這支武衛軍囊括了當時中國幾乎全部陸軍精華。
這些部隊不同程度上均採取了各種西式裝備和體制，曾在甲午陸戰成爲不多亮點的聶士成，麾下的武衛前軍主要還是採用淮軍營制，但西化程度較高，步馬炮工一應俱全，且也採用德、俄教習，在很多方面不輸於右軍，袁世凱本人對其也讚歎不已。
董福祥的後軍則是完全依照左宗棠的楚軍營制，系湘軍中的老湘營一支營制的變種，後軍有一定戰鬥力，裝備略同左軍。本身就來自淮軍系統的宋慶的毅軍營制與淮軍相仿，缺少工程兵，在裝備等方面比前、右兩軍稍遜色，但訓練不差。榮祿自兼的武衛中軍和後軍關係較近，營制全仿後軍，只有步、馬兩兵種，無炮兵，榮祿也是個使用國貨的模範。
從今天來看，武衛軍的成立，具有從舊式軍隊向近代國防軍前進的趨向。但是其在庚子之亂中基本被打散，只有袁世凱部即武衛右軍較好地保留下來，也就有了後來的北洋軍。反過來說，如果沒有庚子之亂，武衛軍整合操練完成，就構成一支清政府中央直轄，能夠被中央控制的強大武裝(中央軍、國防軍等)，袁世凱也只會是諸多將領的一員，不可能後來一人獨大，清王朝也許能得以暫時續命。
新軍反噬推翻清朝
後甲午時代的清朝陸軍重建在庚子之亂中進入了一個轉折點，在《辛丑條約》後，隨着武衛軍體系的崩潰，全國開始進行全面徹底的淘汰舊軍(防軍、練軍、綠營)，訓練新軍的工作。
宏觀方略是以北洋新軍爲中央軍、各省的新軍爲地方軍，模仿日本的師團體制，全國共編練三十六個鎮(師)，聘用德國教官，編練全新的現代軍隊，從編制、兵種、訓練、武器裝備、士兵的年齡和文化程度、軍官的配備等，一律仿照德國軍隊模式編練。
到清朝覆亡的時候，全國已練成新軍十六鎮和十六個混成協(旅)，其中裝備與訓練爲袁世凱的北洋六鎮爲最佳，遍佈直隸、山東與東北。但這支軍隊的性質，也悄然發生了變化。其中北洋系新軍約佔全國新軍總兵力的三分之二弱。北洋軍各鎮軍官都是袁提拔起來的舊部， 他們“只知袁宮保， 不知大清朝”，變成了將領個人的私兵，也成爲後來軍閥的起源。
其餘的南方新軍，因爲一些開明地方大員如張之洞、端方等注重招收有文化的青年入伍，和招收留學生任軍官如蔡鍔、閻錫山、許崇智等，這些知識青年讀過書見識廣，敢於持有不同政見。同時革命黨人如黃興、宋教仁等注重開展兵運，祕密向新軍中輸送革命分子，如吳祿貞、趙聲、孫武等。這些軍內革命黨人待命伺機發動起義。
武昌起義前全國新軍約有24.1 萬人， 其中北洋系14.5 萬人，南方新軍9.6 萬餘人。自武昌新軍起義後，在全國新軍14 鎮、18 混成協、4 標中， 先後反正、解散、潰敗的新軍約有7 鎮、10 協、3 標。南方各省的新軍， 基本上都加入到反清的革命隊伍之中。除上海、廣東、廣西辛亥革命起義是以民軍商團爲主之外，其他各地起義均爲新軍起義爲主。所以某種程度上，清政府也是被自己的新陸軍所推翻的。
