1894年11月，在甲午战场上遭遇陆战屡战屡败的情况之后，清政府觉得“恫丧师，知募兵不足恃”，痛感“筹饷练兵为急务”。为了维护其统治，决定开始仿效西法整顿旧军，改练新军。
随着岳天部的迅速崛起，以及金州军在战场上连战连捷，清政府深感有必要尽快掌握近代化军队，遂命广西按察使胡燏棻在天津马厂后移驻天津东南70里的一个铁路站，编练“定武军”，。
浙江温处道袁世凯在甲午战争期间，奉旨前往辽东前线，协助周馥转运粮械、收集溃卒等后勤事宜，至次年3月请假回籍省亲。在前线的这8个月间，通过目睹甲午战争清军兵败如山倒的惨状，以及金州军的强大战斗力，于是袁世凯萌生了用西法练兵的设想，他说：“窃查此次军兴，往往易为敌乘，迭见挫败者，虽由调度之无方，实亦军制之未善，若不权时度势，扫除更张，参用西法，认真训练，则前车之鉴，殊足寒心。
甲午战争期间，作为李鸿章阵营一员的袁世凯不仅出色地完成了后勤任务，还实地了解大部队作战的指挥和后勤保障情形，以及查探了金州军和岳天的情况，及时向李鸿章报告前线军情，给李鸿章留下了“知兵”的印象。
随着甲午战场的尘埃落定，加之清廷官僚集团对人民革命军的恐惧，清廷决定扩大练兵规模，并加速练兵计划，为此还不惜牺牲国家主权，向西方列强借款练兵。
胡燏棻练兵，小有成绩，但他毕竟是个官僚，不大熟谙军事。1895年4月中旬，刘坤一、李鸿章、王文韶三名封疆大吏联名上奏折保荐袁世凯，于是光绪帝下旨命已回籍的袁世凯入京觐见。袁世凯被光绪皇帝召见以后，又在5月底以一封万言条陈呈送皇帝，提出了一个完整的改革纲领，其内容为储才九条、理财九条、练兵十二条、交涉四条。其中袁世凯尤其重视练兵，他“深知抓到督练新建陆军之事，前程不可限量” ，不仅在给光绪帝的万言书中提出了12条西法练兵的主张，还草拟了编练新建陆军章程，“大旨则步军操法以师法德国为主”。 他的主张得到光绪帝及朝廷大臣的支持。1895年6月12日，奕欣、荣禄等王大臣联名奏请派袁世凯督练新建陆军，同日光绪帝予以批准，袁世凯正式入主天津小站，开始用西法编练清廷首支新式陆军。
定武军原有10营，计步兵3000人，炮兵1000人，马队250人，工程队500人，共4750人。袁世凯接任督练事宜后，重新制定《练兵要则》《营制》《饷章》和《聘请洋员合同》等，对定武军进行整顿扩编。首先从其在朝鲜时统率的庆军中挑选一些宿将，吸收一批北洋武备学堂毕业生作为军佐，低级军官哨弁则通过考试录用委任。此外，为了避免人民复兴党地下党员混入，袁世凯还派副将吴长纯等分往淮、徐、豫等地，选募兵丁8250人，分编为步兵8000人、马队250人。又派都司魏德清等赴蒙古、河北等地，选募骑兵1300人，并购置马匹。总计人，改名为“新建陆军”。
新军由步、炮、马、工程、辎重等各兵种组成，从国外购置新式步枪、马枪和快炮等装备，“军用器械，始成一律”。其部队建制、训练、技术、战术、操典等基本是模仿德国和日本。聘请外籍人担任训练教官，诸如德国人巴森斯参赞营务兼管教练、伯罗恩任德操教官、祁开芬任炮兵教官，挪威人曼德任马队教官。
尽管袁世凯一开始就极力避免中华人民复兴党的地下党员潜入，但是清廷一开始筹建新军，便被赵映康等人民复兴党情报人员获知，经岳天亲自批准，人民复兴党情报部门制定了渗透计划，成功将一百多名地下党员潜入新军队伍，有的甚至已经成为清廷新军的下层军官，可以说清廷新军筹建之后的一举一动，被都被人民复兴党所掌控。
1895年9月中旬，从辽东特区奉天回到天津的李鸿章亲自前往天津小站视察袁世凯练兵情况。袁世凯练兵重要的一项就是律兵极其严格。新建陆军的治军章程、律条、法令周备而细致。对于士兵遵章守律突出的，记功、赏银或提升，对违章犯纪的，严惩不贷。惩罚之法有打军棍、插耳箭示众、罚扣薪水等，最严厉的惩处就是论斩。
所以这支定武军虽让袁世凯接手三个月，但是此时已初见练兵成效，李鸿章检阅了这支新军，赞叹道：“精选将弁，严定饷额，赏罚至公，号令严肃，一举足则万足齐发，一举枪则万枪同声，行若奔涛，立如植木”。虽然比辽东特区建区大典的人民革命军受阅官兵有所不如，但是已经初见成效。李鸿章担心人民革命军攻入关内的心，终于放了下来。
于是1895年9月下旬，李鸿章根据与岳天达成的协议，上书光绪帝，提出裁汰部分淮军，全国开征练兵饷，投入加大对新军的扶持力度，扩大新军规模，使新军两年内规模达到八镇十万。
此时清政府编练新军，每镇（相当于西方军队师一级的部队）开办费用大约是150万两，而每年的维持费用也是150万两左右。所以光这一项开支，清政府近两年就要投入三千多万两银子。加上袁世凯计划从1896年开始，在小站创设德文、炮队、步队、马队4所随营学堂。清廷在编练陆军一项上，就要四千万两预算。
尽管这项开支颇重，但是在清廷朝议之时，几乎所有满汉官员都赞成了此项决。因为，他们深知一旦人民复兴党入关，他们人上人的地位将不复存在。与此同时，得知中华人民革命军新建海军，并向英国购买了军舰，清政府决定马上在德国伏尔铿造船厂订购了3艘防护巡洋舰，分别命名为“海荣”、“海筹”和“海琛”。接着，又在英国订购了2艘巡洋舰——“海天”和“海沂”，它们被视为新北洋海军的主力舰艇。光是这5艘舰艇，清政府就投入了超过480万两白银。后续，清政府担心实力不够，随后还向英国购买了2艘驱逐舰——“飞鹰”和“飞霆”，并从德国采购了4艘鱼雷艇，计划重建北洋水师，以拱卫京津地区，防止人民革命军从海上攻入山东和天津。