兵马多了，刘璋自然而然的想到了改革军制。
按汉朝军队编制,以五人为伍，两伍为什，五什为队，两队为屯，两屯为曲，两曲一部，五部一营，以营为独立作战单位，一般来说一营有兵马两千人。但在刘璋看来，这极不合理，冷兵器时代战争往往比拼的就是数量的多寡，两千人投入激烈的战场，也许水花也不会冒一个就被蒸发掉了，当然了，出征时会将两个，甚至几个营编为一军，可是这样一来又容易造成兵不识将、将不知兵的情况，士兵之间缺乏默契，上了战场也容易造成混乱。故而，他决定在益州军中增旅、师两个新编制，具体来说，以两营为旅，两旅为师。
每旅两个作战营的基础上新设医疗分队、后勤分队、侦查分队、警卫分队、旅部各一个。医疗分队有十名大夫、另有二十个有一定经验的士兵作为助手；后勤分队为部级编制（考虑到古代运输工具、路况落后，运力有限，后勤压力过大，后勤分队经过了加强，为六百人的大部），战时另加强五百到七百民夫帮助运送补给；侦查分队为曲级编制，战时负责开路、搜索、刺探敌情、捕俘等；警卫分队曲级编制，相当于旅长亲卫，负责保护旅部安全；旅部有副旅长两人，其中正副参谋各一人，一个三十人（配战马）的通信组。每旅约五千二百人。
每师两个作战旅，另设医疗处、后勤处、侦查处、警卫处、师部各一个，医疗处有十名大夫和五十名助手；后勤处为营级编制（一千五百人）；侦查处、警卫处为部级编制，各四百人；师部含副师长二人，正副参谋长各一人，参谋若干，一百人（配战马）的通信组一个。另外，在每师设宪兵处一个，人数一百人，负责军法、军纪，同时还要负责军功统计。经过整编，每师约有士兵一万三千五百人。
而且刘璋决定照搬后世，建立军衔制（穿越数年了，刘璋也没弄明白汉朝的将军爵位，什么杂号将军、重号将军，什么大将军、骠骑将军、四征、四镇……搞的他头都大了几分），按照刘照的设想，他手下的所有将士将被分为四等、十八级，即初级：新兵、上等兵、下士、中士、上士，中级：少尉、中尉、上尉、少校、中校、上校、大校、高级：准将、少将、中将、上将、大将；荣誉军衔：元帅。
众人对刘璋的提议很好奇，也有人表示名义上刘璋军仍为汉朝兵马，私改军制，而且还如此标新立异了，必定会遭到别人的攻诘，是否考虑取消。不过在刘璋的乾纲独断下，并不算大的反对声被压了下去。
接下来，就要考虑授衔的问题了。考虑兴复汉室的的道路还很长，后面还有许多战斗等待着，如果现在就弄一大批上将、大将出来，以后再有战功就不好嘉奖了（元帅为荣誉称号，刘璋决定要等到完成兴复汉室的重任后再以战功卓绝之人授之），于是乎，第一次授衔，所有人的兵军衔都比较低，最大不过少将，且仅有严颜、徐晃、鲁肃三人（原本刘璋想授满宠少将衔，不过满宠主动表示以后主要负责文职，不太可能在第一线带兵作战，因而拒绝了）；魏延、黄忠、张辽、甘宁、廖化、华雄、张任七人授准将；高顺、典韦、许褚、关羽、张飞、周泰、周仓、管亥、李典、侯成、吴懿、李严、于禁授大校，其余众将分别授上校、中校等。
虽说级别有些低，但是刘璋不是说了吗？要升职？拿军功来说话！大汉天下还在水生火热之中，只要有本事，愿意努力，不怕没功劳捞！众将听罢都觉有理，一个个谁也不甘落后，都卯足劲了，就等着重启战事的那一天。
就在刘璋风风火火改革军制的时候，刘璋还不知道献帝已经命太尉黄琬前来传旨，一个大大的馅饼就要砸到刘璋头上。