赵昺觉得宋军的编制已经难以适应当前元军作战方式，因而必须做出调整，从而达到提高指挥系统效率和战斗力的效果。他打算对步军的编制进行调整，改变传统的什伍制，而采用近现代的‘四四制’与‘三三制’相结合的编制。
以师做为步军基础单位组织作战，编有各级军官、幕僚、兵员九千左右。即一个营辖四个都和直属队，一个都辖四个队，一个队辖四个伙，每个伙有兵十人。变都为基本作战单位，以营为基本管理单位。营以上为团，一个团辖三个营，并配置斥候一队、亲卫一队、辎重一个都、中型弩炮一个都等直属队；三个团编成一个师，配置斥候一营、亲兵一营、辎重一营和重型弩炮一营、骑兵一营等师直属队。
师级指挥机关，以统制官为军事主官，师虞侯为军政主官，配有副职六人协助指挥和管理部队。师部设作战、参谋、通信、军务、辎重和监察六个下属部门，由参军和参赞军务等幕僚官管理，分别协助两位主官管理所部；团级指挥机关，以统领为军事主官，团虞侯为军政主官，副职四人，机关配置与师级相同，实施垂直管理。
营级指挥机构，军事主官仍为指挥使，军政主官为营虞侯，副职二人。不再设置幕僚官，只配有参军、主簿二人分管辎重。营部配有通讯兵和掌旗手数名负责传递信息，并另有火军十人负责全营的膳食。都设都头一人，副都头两人，有军士三人分管军械、通讯和医疗；队的主官为队正，设副职一人；伙设伙长管理兵丁，由资深军士担任。
这是赵昺设计的一个标准步兵师的编制，以此为组织进行训练和作战，他们即可负责一个方面的独立作战，也可与其他友军联合作战，担任一个战区的攻守的中坚力量。当然现在他们装备的还是冷兵器为主的军队，他打算在新军完成训练和整编取得经验后再逐步对各部进行换装，但当前训练、作战方式还是照旧，只是管理方式发生变化。
骑军在机械化运输方式出现之前仍然是陆上作战必不可少的力量，但是宋军自立国就缺少战马，当下琼州面临同样的问题。在帅府军建立初期他们连马毛都没有，在打下广州后才缴获了一批战马，得以组建了几个骑兵营，此后在泉州之战和刚刚结束的保卫战中，尤其是保卫战中缴获了大批战马。
现在琼州有战马万匹左右，除一批用于驿站传递信息和朝廷官员骑乘和挽车外，尚有八千匹供军用。赵昺计划除了每个步兵师配置一个骑兵营外，其余的战马集中使用，组建一个骑兵师。但是这些战马肯定也不够用，不过他还是想将架子搭起来，有了骨头就不缺肉，他们可以通过战争缴获和走私收买获得战马。
考虑到以后的发展，赵昺将这个骑兵师的架子搭的很大，实施两旅六团制，可以通过不断的补充，以此为基础扩大编制，最后可以拆分为两个师、三个师……而此刻就是培养种子部队，为建立一支足以和蒙古骑兵相抗衡的骑军做准备，而最困难的仍然是没有稳定的战马来援和驯养场地。
炮兵将是赵昺战胜敌军的利器，因此也必须保证优先发展。基于此次保卫战中，各军配备的炮兵火力不足的问题暴露无遗，使得敌军数次冲击到阵前，给守军造成了极大的压力和较重的伤亡，最后还是在水军的协助下才得以艰难取胜，表明在有工事可以利用的情况下，宋军仅凭各部所属远程火力是难以在战场上取得优势的。
在单兵素质难以胜过元军的情况下，赵昺知道在加强训练的情况下，还是需要火炮的支援才能保证胜利，所以此次他计划建立三到五个独立炮兵旅及火箭旅，作为各部远程打击火力的有效补充。当然旅的级别要高于团，而低于师，以便于配属各部作战，而在组织构架上与标准的步兵师大同小异，但编制有所减小。
赵昺计划一个炮兵旅下辖两个弩炮团及一个警卫营及一个辎重营。一个弩炮团下辖轻型、中型和重型三个弩炮营。轻型弩炮营下辖一个连发弩炮都，装备十五架连发弩炮；另外两个都装备二十架多用途轻型弩炮；再有一个由指挥队、警卫队、骡马队和弹药队组成的支援都。中型弩炮营编制三个作战都和一个支援都，共配备弩炮四十五架中型弩炮；重型弩炮营编制相同，共装备十五架重型弩炮。
火箭旅下辖两个火箭团及一个警卫营和一个辎重营。每个火箭团下辖三个火箭营，每营三个都和一个支援都。每都编制四个队，每队装备两架火箭发射器，一个团共有七十二架火箭发射器。他们即可以营为单位独立作战，也可以集中使用，他们打一个齐射想想也够恐怖的。
另外赵昺觉得自己也走进了古人曾经走过的怪圈，以为无论弩炮在射速、命中率和射程、威力上都不亚于原始的身管金属火炮，因而在已经试制成功身管火炮的情况下并没有考虑大规模生产和装备部队。但他心里清楚随着金属身管火炮的改进，威力和射程都会增加，必定会取代弩炮。为了取得经验他打算在新军中先行组建一个火炮营，以便收集数据和完善训练模式，为以后换装打下基础……
赵昺对水军的发展之所以给予重视，已经从最初的保命需要，转变为战略上的需要。首先琼州四面临海，却又与内陆近在咫尺，无论是进攻和防守都必须有一支强大的水军支撑。想的再远点，自己有了一支强大