公元前509年，罗马进入共和时代。共和初期，百人团会议仍保持其军事性质，但军团最高长官为两位执政官，他们由百人团会议选出，任期一年，具有军事与民政权。作为军权代表，他们是军团总司令，负责征兵，补充兵员，任命部分军团司令(另一部人由百人团大会选出），领导军事行动。至公元前5世纪末4世纪初，在统一意大利的战争中，罗马统帅卡米路斯(公元前447—前365)实行了军制改革。首先，他抛弃了按财产资格划分兵种的办法，以年龄和战争经验来配置阵列，更有利于提高战术；其次，改进和统一武器装备，由国家统一供给部分给养和武器。重装步兵使用投矛和双刃短剑，矛长1.5—2米，重4—5公斤，可投30米远；剑长约半米，宽4—7厘米；持半圆形大盾，高1.25米，宽0.8米，木制、蒙以牛皮，用铁片镶边，中央衬以铁片；着铜盔、胫甲、胸甲，胸甲皮制，其上有一块铜制护心镜。轻装步兵武器有剑、弓箭、几支轻投枪、投石器等，其衣甲为皮制头盔和轻铠甲；投矛手持圆形或半圆形皮盾，直径约0.9米，投石手和弓箭手无盾。后备兵用长矛作战，衣甲与重装步兵相似。骑兵使用长矛和长剑，持皮盾，但无马甲。

　　在近代著名罗马史专家蒙森(1817—1903)的心目中，罗马人在武器使用上极为高明："重标枪与剑配合使用，其产生的作用与近代战争中使用火枪与刺刀是极为相似的。标枪的投掷用来为刀剑的肉搏作准备，正好像先射一排枪，再用刺刀冲锋一样。"古罗马的军纪一向极严格，奖惩分明。对战功卓越者，予以各种奖励：或由百人团大会表彰或提职、多分战利品，或退役后赐以金钱和土地等，并授以奖章。对第一个攻入敌城、敌舰或敌军堡垒的勇士，奖以花冠，即最高奖励；为将者，若一战歼敌5000人以上，授以月桂冠，举行凯旋式，此为最高荣誉。重奖同时，也施重惩。身为士卒者，必依令而行，违者处死，如士兵站岗时睡觉，或以石砸死，或乱棍杀之。对临阵怯敌或逃兵，施以"什一抽杀律，"即将逃卒横排一列，每十人抽杀一人。对犯小过之卒，动辄施以鞭笞、降职、服苦役乃至剥夺公民权等处罚。严格的军法有效地保证了军队的战斗力。

　　2.战术与兵力的变化
　　(1)战术
　　罗马王政时代初期的战术，已不可考。至王政后期，希腊甲兵方阵战术传入，使罗马从军队组织到武器装备，以及战术的运用，都直接或间接地受到了希腊的影响。当时，罗马军团采用大型方阵作战，每一方阵由第一、二、三等级的60个百团构成，人数在6000左右，皆持长矛，纵深8横列，前6列为重装步兵，后两列为轻装步兵。四、五等级提供的轻装步兵配合方阵作战，其人数在1200左右。方阵两侧为骑兵，前面有轻装步兵的散兵线。整个阵势人数约为8000。从战术角度看，这是一种步骑混编的密集作战队形，其战术基本点立足于"震荡冲击"，没有后备队，力量来自爱国主义和严格的军纪，由于队形较呆板，不适应起伏不平的地形，故常被萨莫奈人和高卢人所打败。但罗马人善于总结经验教训，实行了新的战术。

　　卡米路斯军事改革的主要内容是军团制改革，它带来了战术上的更新。首先，它以年龄、受训程度及经验原则取代了根据财产资格配置战士的原则。重装步兵，亦即真正的军团部队，排成三线：第一线枪兵为最年轻的战士，第二线主力兵是有经验的壮年士兵，第三线后备兵是久经沙场的老兵。每线由10个中队组成。其次是小战术单位化，即中队，一军团由30个中队组成，但诸兵种中队编制不一。枪兵、主力兵每中队120人，后备兵每中队60人。每一中队为一小方阵，通常纵深6列，每列20人，两人间隔约1.8米，正面宽约36米；各中队间隔约36米。第二线各中队布于一线各中队间隙的后面，可向前填补空隙，也可向左右移动，加强一线纵深。第三线与二线间隔距离稍远一些，由10个中队组成，是整个方阵的决定性力量。通过这两点变化，使每个人的能力和经验可得到充分发挥，加强了机动性、灵活性。每一军团配有1200名轻装步兵，他们以户籍为标准，不依年龄分类，布阵时列于正面和两翼，成散开队形作战。每军团还有骑兵300名，分为10个小队，一般布于两翼侧。整个军团成阵，正面约720米。每一军团编制为：枪兵………十中队(各120人），共1200人主力兵……十中队(各120人），共1200人后备兵……十中队(各60人），共600人轻装步兵…六十小队(每队20人），共1200人骑兵………十小队(各30人），共300人总计步兵4200，骑兵300。但此数字不是绝对的，实际上军团兵员在3000～6000人之间波动。

　　军团成阵作战时，两翼和正面的轻装步兵最先开仗，掷标枪，然后撤退，枪兵进入战斗，每人先投两支重投枪，而后以剑拼杀；若被击败，则退入第二线各中队间的间隙处，与主力兵一起对敌；第二线发生危机时，决定性的后备兵始加入战斗。由此产生了罗马的一名谚语："事情发展到后备兵了，"亦即说事陷险境了。
　　古罗马的三线方阵是西方冷兵器时代最为完善的战术，恩格斯曾予高度评价："罗马军队提供了在尚不知如何使用火药的时代所发明的最完善的一套步兵战术。它保持重装步兵和密集编队的优势，还做到：各个小的单位具有机动性；能在起伏地上作战；依次配备成几线，一部分用于支援与替换，一部分用作强大的预备队，最后，采用了一种比斯巴达的训练方法目的性更明确的单个士兵的训练方法。因而罗马军队战胜了同他们作战的一切军队。"扎营也是罗马战术的一个重要方面。营地有临时与经常两种，经常性营地相当于今日的兵营；临时性营地主要用于行军或出征。宿营有严格规定：早晨开始行军，下午扎营，晚上休息；次晨，闻第一次号声士兵卷起帐篷，第二次号声收拾行装，第三次时开始行军或出征。扎营既能防敌偷袭，又可作为休整、出击或战败藏身的据点。对此战术蒙森曾评论道："彻底的设防营地体系使罗马人在战争中，可以获得攻守合用之利。他们可以依照环境而决定接受会战，或是拒绝会战。而在接受会战时，他们可以在营塞防壁之下作战，正好像在城墙之下作战一样。"罗马攻城技术和战术的进步直接受惠于希腊化时代。首先是破城锤(意即牡羊），这是一根很长的大木梁，头部包以铁片或青铜片，状如羊头，但也有尖状和圆状的。攻城时，或由数名士兵抬着直接撞击，或悬于木架，通过士兵推动猛闯。活动攻城塔底部有轮可以移动，下层装有破城锤，上面几层有投掷器和轻装战士，他们射箭或擂石以驱散守城之敌；最大的活动攻城塔还装有跳板，士兵可以从上面冲上敌墙。此外，攻城战术还有弩炮(发射标枪、石块或长箭）、挖地道、火攻等。其中火攻战术不仅用于攻城，也用于野战，如将麻片蘸油系于长竿之上点燃，对付大象。