毛泽东曾谦逊地说："有人说要学我的军事学，我是没有什么军事学的，过去写过两篇文章，现在又要打原子战争，洲际导弹，我就不懂了。"与此同时，他多次向全党全军发出了"钻现代化的国防"的伟大号召。他清醒地认识到，在新形势下要保卫我们的国防，不能永远依靠小米加步枪，为此，他在给军事工程学院的训词中指出：为了建设现代化的国防，我们的陆军、空军和海军都必须有充分的机械化的装备和设备。他还讲到："我们现在已经比过去强，以后还要比现在强，不但要有更多的飞机和大炮，而且还要有原子弹。在今天的世界上，我们要不受人家欺负，就不能没有这个东西。"于是，我们在一方面进口武器的同时，另一方面积极建立和发展自己的军事工业。1956年，国务院批准通过了《1953－1967年科学技术发展远景规划纲要》，准备开展各种防御性战术导弹研究，原子能作为军用动力堆的研究，电子学方面进行提高雷达探测距离、武器装备自动化和通信装备小型化等的研究，喷气飞机提高速度、高度和其他性能的研究，坦克、火炮减轻重量、改善越野性能和自行火炮的研究，防原子、防化学、防生物武器的研究。随后，中央军委制订的《国防科学技术研究规划纲要》中提出了要以两弹（导弹和原子弹）为中心，同时根据中国的地形、气候特点，开展陆、海、空军常规兵器研究的国防科学技术研究方针。为落实这个规划，毛泽东指示各部门要大力协同，做好这件工作。1955年，他还就发展原子能问题请教科学家，并请他们到中南海共商我国原子能事业的发展大计。这期间，原苏联单方面中止了两国间这方面的合作，把全部资料席卷而去，有人断言"离开外界的帮助，中国二十年也搞不出原子弹"。对此，毛泽东鼓励大家自己动手，从头做起，"要下决心搞尖端技术，赫鲁晓夫不给我们尖端技术，极好，如果给了，这个帐是很难算的"。于是，我国开始了自力更生发展国防科研和国防工业的艰苦里程。

　　毛泽东在部队的正规化、现代化建设中，注意要求全军继承和改进我军传统的练兵方法，并将教育训练作为全军经常性的中心工作。在这方面，除了兴办各类院校以外，他非常重视全军日常的训练工作，指出过去是从战争中学习战争，现在不打仗了，就要通过学习、训练这个途径学习战争。1963年12月27日，叶剑英元帅向军委报告，建议在全军推广南京军区某团二连连长郭兴福的教学法，掀起一个军事训练的高潮。毛泽东仔细看了叶帅的报告，当看到"把兵练得……一个个都像小老虎一样"时，拿笔在下面划了一条杠，说："这一条我最感兴趣"，看到报告中说到"郭兴福教学法继承了我军传统的练兵方法"时又指出："不仅是继承，而且有发展。"1964年1月3日，军委向全军发出指示，号召全军立即掀起学习郭兴福教学法的运动。6月，毛泽东亲自观看了全军大比武中涌现的尖子表演，他在赛场仔细察看和操作了战士们表演的武器，并为他们每项精彩的表演鼓掌叫好。他对周围同志说：北京、济南部队的表演很好，要在全军普及。部队要练夜战、近战。夜老虎连要普及，现在可以一个营先搞一个连，将来要使全军都成为夜老虎连。他还指出，部队光有"尖子"是不够的，普及"尖子"经验的工作要抓紧做好。兴致所至，他走下座席，来到表演场上的沙袋前，练了几下拳头。毛泽东对全军练兵比武的一系列指示，明确了加强军事训练是部队的中心工作之一，是搞好战备的战略性措施。直到晚年，他对军队的日常训练还念念不忘，说"好不这样训练，就会变成老爷兵"，并批评林彪搞"假、大、空"的一套。1971年8月，毛泽东在南巡时讲，过去我们部队里在军事训练中有制式教练的课目，从单兵教练、到营教练，大约搞五六个月的时间，现在是只搞文不搞武，我们军队成了文化军队了。

　　在革命胜利以后，面对复杂的国际环境，毛泽东及时地把建设现代化、正规化军队的任务提了出来。但他忧虑地注意到，我军广大指战员文化基础普遍很低，不少连队找个文书、司务长都很困难。这种状况不改变，就不能很好地应付新中国成立后一些复杂的突发局面。如1950年6月，盘踞台湾的蒋介石军队用飞机轰炸刚解放不久的上海市，这时我军已装备了较为先进的高射炮，但由于指战员文化水平低，对高射炮的性能和数据计算不能熟练掌握，时有错过战机、不能充分发挥武器作用的情况发生。为改变这种状况，他首先领导全军掀起一个建军备战学文化的热潮，并为这个活动制定了"速成的、联系实际的，但又是正规的"方针。在很短时间里，全军有200万人投入了学习文化的运动。经两年多的努力，部队文化水平明显提高。全军80％的人员由原来的初小以下文化水平提高到初小毕业以上，干部绝大多数达到初中毕业至高中的水平。以后，军队的文化教育逐步转入经常化，在巩固的基础上继续提高。

　　"兵马未动，粮草先行"，特别是现代战争，在很大程度上是一种后勤的较量。为此，毛泽东明确提出了现代战争对后勤的较量。为此，毛泽东明确提出了现代战争对后勤保障的依赖问题。他在对中国人民解放军后勤学院的训词中指出："对于现代的军队，组织良好的后方勤务工作有极其重大的意义。任何轻视后勤工作，以为后勤工作不是重要的专门的科学，不需要有系统的学习，不需要精通业务的观点是完全是错误的。"并要求"研究朝鲜战争中后勤工作的状况和经验，以达到我军后勤工作现代化和正规化的目的"。这样，我军后勤工作开始了历史性的转变，逐步建立起正规的后勤保障体制，办起各类后勤院校，加强了各种作战物资的生产、储备，加强了交通战备和运输能力，提高了军械和车船的技术保障能力，建立了较为完善的医疗保障体系，提高了全军的野战救治水平，使我军正规化、现代化建设又向前迈进了一大步。

　　1964年10月16日，我国西部上空腾升起第一朵蘑菇云。当时，许多外国人对此不以为然，说这只是中国人搞的一个低水平的玩意儿。然而他们在对大气中的飘浮物进行分析后，顿感惊讶万分。就在一片惊讶声中，毛泽东信笔写道："原子弹说爆就爆，其乐无穷。"

　　毛泽东还认为，建立正规化、现代化的国防部队另有两个不可缺少的条件：第一，与现代化装备相适应，部队的正规化建设，要实行统一的指挥、统一的制度、统一的编制、统一的纪律、统一的训练，要实现诸兵种密切的协同作战；第二，为了组织这种复杂的、高度机械化的、近代的战役和战斗，必须挑选优秀的、富于组织和指挥才能的指挥员到各级指挥机关来。为此，他要求大家注意学习外国军队先进的东西。在毛泽东的指示和督促下，人民解放军加紧完成由过去单一兵种到诸军兵种合成军队的转变，并落实一系列正规化的条令和制度。部队还从1950年5月起就逐步明确了各级司令机关的地位、职责和编制，制定了《司令部工作条例》，加强了参谋人员的培训，使司令部工作逐步实现了正规化。毛泽东的远见还在于，在他当年带游击部队的时候，他就认识到"游击性在将来一定是可羞的和必须抛弃的东西"；在我军还在用小米加步枪一再战胜飞机加大炮的敌手时，他看到了"革新军制离不了现代化，把技术条件增强起来"。但由于环境的限制，战争年代他没法把这个思想付诸实践。

　　古代科林斯人曾说过，战争使和平得到再次巩固。拒绝舍弃安宁而害怕战争，这并不是避免危险的可靠手段。毛泽东自然更深刻地领会这个道理，在新中国成立之始，他就说："我们的国防将获得巩固，不允许任何帝国主义者再来侵略我们的国土。在英勇的经过了考验的人民解放军的基础上，我们人民武装力量必须保存和发展起来。我们将不但有一个强大的陆军，而且有一个强大的空军和一个强大的海军。"