Правительством предпринимались решительные меры по усилению артиллерии. В 1909-1910 годах была созданы корпусная и полевая тяжелая артиллерия, на вооружение войск приняты более совершенные 122-мм и 152-мм гаубицы, 107-мм скорострельные пушки.
Император значительно усилил инженерные (саперные, телеграфные, понтонные), железнодорожные войска, войска связи, на вооружение которых начали поступать новые понтоны и мостовые конструкции, средства инженерного заграждения, путеукладчики, радиостанции.
В 1903 году была построена первая российская подводная лодка «Дельфин» по проекту И. Бубнова. В 1912 году началось создание подводных дизельных лодок типа «Барс». Первое соединение – бригада подводных лодок – было сформировано в 1911 году. Перед Первой мировой войной Россия имела 43 подводные лодки, которые впоследствии потопили около 60 транспортных кораблей противника.
Первый в мире подводный минный заградитель «Краб» был построен в России в 1915 году по проекту М. Налетова.
Начальник германского Главного штаба генерал фон Мольтке в 1914 году так оценивал результаты военной реформы в русской армии: «Боевая готовность России со времен Русско-японской войны сделала совершенно исключительные успехи и находится ныне на никогда еще не достигавшейся высоте».
С целью бесперебойного обеспечения воинских перевозок в течение 1916-1917 годов было сооружено 3150 верст вторых путей, развито 10 узловых станций.
Военная промышленность России в 1914-1917 годах произвела 3,3 млн винтовок, 28 тыс. пулеметов, 11,7 тыс. орудий, 4,6 тыс. минометов, 11 446 огнеметов, 27 млн снарядов, 13,5 млн патронов, впервые освоила массовый выпуск самолетов, легких (ручных) пулеметов, ручных гранат, зенитных орудий и др.
В России было мобилизовано 16 млн человек, что составило всего 8,7% ее населения (Франция – 17%, Великобритания – 10,7, Германия – 20,7, Австро- Венгрия – 17,1%). К концу войны русская армия составила около 10 млн человек, в том числе 247,4 тыс. офицеров.
Под руководством царя было развернуто 13 новых армий. Осенью 1915 года царь создал новый стратегический фронт обороны. Успешное проведение Вильно-Молодечненской, Сарыкомышской, Карпатской, Эрзурумской крупных наступательных операций изменило стратегическую обстановку на фронтах.
Завершение Хамандской операции положило конец германскому влиянию в Персии, предотвратило ее вступление в войну на стороне Германии.
Впервые в боевой практике русская армия на Юго-Западном фронте осуществила прорыв глубоко эшелонированной позиционной обороны противника (Брусиловский прорыв).