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。