Начиная военную реформу, Петр I опирался на серьезные преобразования, проведенные его предшественниками в XVII веке, основным содержанием которых было создание воинский частей по западноевропейскому образцу и упорядочение военного руководства. Уже 8 ноября 1699 г. он издал указ «О приеме в службу в солдаты из всяких вольных людей». Но набор добровольцев не мог обеспечить нужного количества солдат для новоприборных полков, и тогда было принято решение, на полтора столетия определившее главный принцип комплектования российской армии — введение рекрутской повинности. Царь спешил, и 17 ноября последовал указ о наборе на службу даточных людей из дворянских поместий, от церковных и монастырских дворов, для чего были созданы приемные комиссии в селе Преображенском, Москве, Новгороде, Пскове и еще 17 городах. К лету 1700 г. было набрано около 33 тысяч человек, что позволило сформировать 29 полков. Но неудачно начавшаяся для России Северная война требовала срочного создания новых полков, и набор даточных людей был распространен на купеческие дворы и крестьянство.
Сам термин «рекрутский набор» впервые появился в царском указе в 1705 г. Именно рекрутская повинность позволила в корне изменить вооруженные силы России, которые стали подлинно регулярными, а служба в них пожизненной.
Создавая новую армию, Петр I не спешил расформировывать старые части, кроме тех, которые «честь свою замарали в стрелецком бунте». Так, в начале Северной войны в распоряжении царя было 35 стрелецких и 47 солдатских полков. Совместно с создаваемыми новоприборными полками они активно участвовали в боевых действиях. Впоследствии многие из них были переформированы в регулярные полки.
Если в 1700 г. было создано 27 солдатских полков и 2 кавалерийских, то к 1710 г. уже было 47 пехотных, 5 гренадерских и 33 кавалерийских.
Петровская пехота получила передовую для того времени дивизионную организацию. Дивизия состояла из 2−3 бригад, бригада — из 2−3 полков. Первоначально на вооружении пехоты были фузеи с багинетами (штык, который рукояткой вставлялся в ствол ружья), а с 1706 г. началось перевооружение на новые ружья с трехгранным штыком (знаменитый русский штык).
Существенному реформированию царь подверг кавалерию. Была упразднена поместная конница, а из иррегулярной конницы сохранились только казачьи и гусарские полки, да несколько формирований, состоящих из приволжских народов. Новая кавалерия создавалась драгунского типа, способная воевать в конном и в пешем строю. Кавалерийская дивизия получила структуру, подобную пехотной. Был создан конный корпус — корволант, способный самостоятельно решать стратегические задачи в отрыве от основных сил. На западе подобные кавалерийские соединения появились только через столетие.
Значительное внимание Петр уделил артиллерии, для ее развития он решился на беспрецедентный шаг — распорядился отливать орудия из церковных колоколов. К 1725 г. русская артиллерия насчитывала до 16 тысяч орудий (пушек, гаубиц и мортир) в большинстве собственного производства и делилась на полковую, полевую, осадную и крепостную, появилась и конная артиллерия. Была введена единая шкала калибров. Русская артиллерия стала мощной и маневренной, что признали и иностранцы. «Англичане, — писал Петру I начальник артиллерии Яков Брюс, — зело сибирские пушки возлюбили и железо хвалят: лутче де гишпанского, и просят одной пушечки для образца».
Не упустил Петр и создание резерва для полевых войск, которым стали гарнизонные войска, состоящие из пехотных, драгунских и иррегулярных кавалерийских полков. В 1725 г. их было 57, общей численностью более 74 тысяч человек.
Особое внимание царь-реформатор уделял обеспечению безопасности границ государства. Кроме укрепления казачьих войск, на Украине и в Азовской губернии с 1712 г. стали формировать ландмилиционные полки. На северо-западном направлении и в Сибири строили и восстанавливали крепости, в которых размещали сильные гарнизоны.
В результате сложилась новая структура вооруженных сил, которые стали подразделяться на полевые и гарнизонные войска, ландмилицию и иррегулярные части. В мирное время основной военно-административной единицей стал полк. Полевые армии, дивизии и бригады создавались только на время боевых действий.
Несомненным успехом Петра стало создание в короткий срок собственного военно-морского флота, базирующегося на Азовском, Балтийском и Каспийском морях. В его составе было около 50 линейных кораблей, более 100 галер и других боевых судов, значительное количество вспомогательных парусных и гребных судов. Он стал одним из сильнейших в Европе.
Реформируя структуру военного управления в государстве, Петр первоначально пошел по пути совершенствования системы приказов путем их централизации. Он упразднил часть старых приказов (Стрелецкий, Пушкарский, Иноземный и др.) и создал новые — Военных дел, Адмиралтейских дел, Провиантский, Артиллерийский.
После учреждения в 1711 г. Правительствующего Сената при нем были созданы Разрядный стол (ведал комплектованием армии) и Комиссариат (финансирование, снабжение вооружением, обмундированием, провиантом). Артиллерия оставалась в ведении Артиллерийского приказа, который затем был разделен на две части и преобразован в Артиллерийскую контору (в Москве) и Главную артиллерийскую канцелярию (в Санкт-Петербурге).
Совершенствуя систему управления флотом, Петр оставил в Москве Адмиралтейский приказ, а в Санкт-Петербурге создал Военную морского флота канцелярию, которая в 1715 г. преобразуется в Морской комиссариат.
И, наконец, в 1718−19 гг. при Сенате создаются единые органы военного управления — Адмиралтейская и Военная коллегии, в ведение которых переходят все военно-морские и военные дела, кроме артиллерии. Деятельность Артиллерийской канцелярии Военная коллегия только контролировала, как и до 1723 г. работу Комиссариата.
В ходе Северной войны совершенствуется управление действующими войсками, оно начинает осуществляться через полевой штаб армии. Вводится чин генерал-фельдмаршала, возглавляющего Полевую армию и подотчетного только царю. В дивизиях и бригадах при командирах создаются личные канцелярии, выполняющие функции штабов, а в полках — штабы.