北洋时期，是群雄蜂起的年代。阎锡山，作为地方实力派，深谙“唯力是视”之理。他高唱“保境安民”，本身也寓含养精蓄锐，积蓄力量之意。所以在倡导“保境安民”的同时，他不动声色地一步步扩充山西的军事实力。有资料说明，从1917年独掌山西军政，到北伐前的1927年，阎锡山在“保境安民”的旗号下，先后共进行了三次大的扩军。
阎锡山虽自辛亥始，即任山西督军，然而在袁世凯时期，迫于政治压力，时有不保之虞，在军事上一直不敢有所动作。到1916年袁世凯垮台，时过五年，山西的军事实力并无太大的发展，只有两个步兵混成旅，7000余人（金永编练之警备队等除外）。靠这区区两旅兵马，想在军阀林立之中，争雄于世，是万万难行的。于是，阎锡山执掌民政伊始，即着手进行了第一次扩军。
第一次扩军开始于1917年8月间。其时，张勋复辟刚刚平定，晋军在拥段讨张小试“牛刀”之后，“撤回原防”。阎锡山先将原第12混成旅与金永的警备队合编，扩充为4个混成旅，旅辖团，每旅两个步兵团，外加一个炮兵营。其番号与主官如下：
第一混成旅旅长商震参谋长郑翌民
第一团团长蔡荣寿
第二团团长王嗣昌
炮兵营营长周玳
第二混成旅旅长马开崧参谋长黄金桂
第三团团长张治圭
第四团团长谢濂
炮兵营营长张培兰
第三混成旅旅长孔繁蔚参谋长吴藻华
第五团团长刘树藩
第六团团长荣鸿胪
炮兵营营长顾祥麟
第四混成旅旅长赵戴文参谋长陈锦文
第七团团长龚凤山
第八团团长丰羽鹏
炮兵营营长张振万
另编有两个镇守使：
晋北镇守使张树帜参谋长张汝频
辖第一混成团团长李维新
晋南镇守使张培梅参谋长高冠南
辖第二混成团团长傅存怀
此外，还成立了两个骑兵团（第1团，团长路福保；第2团，团长孙祥麟），以及5个特种兵营——工兵营，营长杨澄源（归第3旅督训）；机关枪营，营长关颖凯（归第2旅督训）；卫生营，营长陈鸿庆（归第1旅督训）；宪兵营，营长张建（以宪兵司令兼任）；卫队营，营长朱灵昭（归督军署直辖）。
次年秋，再增设两个步兵团：第9团，亦即学兵团干部训练队，团长由第1混成旅旅长商震兼任，荣鸿胪任中校团附；第10团，团长蔡荣寿（原任第1团团长遗缺由营长杨爱源升任）。新增之9、10两团，名义上归第4混成旅建制，实则人事、经费等一应事项均直接由督军署统辖。
经过这次扩军，山西地方总兵力达10个步兵团、2个骑兵团、2个混成团，4个炮兵营，5个特种兵营，共约2万人左右。
在扩充军队的同时，阎锡山还利用段祺瑞的“参战借款”，从日本购买了一批武器弹药，计有大正六年式山炮12门，三八式野炮12门，三八式步枪3000枝。开始改善晋军之装备。
阎锡山这次扩军，从1917年8月开始，不断进行，一直延续到1923年。是年，他为了推行“军国民教育”，分别在晋中、晋北、晋西北、晋东南成立了4个在乡军人训练连——第1连，驻平定，连长原屏藩；第2连，驻朔县，连长王振恩；第3连，驻五台县台怀镇，连长冯鹏翥；第4连，驻长治，连长崔凝祥。训练连，每连辖4个大排，每排4班，每班设左、中、右3个军士及25个训练兵。这些训练兵相当于预备兵，实行分期训练和会操制——每三月训练一期，每年训练三期，训练后回乡；每年会操一次，每次一个月。与此同时，各驻县步兵团也先后成立了各自的训练团，对驻地预备役人员进行军事训练。“军人训练连”作为“军国民教育”的主要内容，首开对在乡壮丁普及军事常识，进行军事训练之先河，为阎锡山军事扩张准备了充足的兵源。
第一次扩军，晋军不仅由小而大，力量倍增；而且有了正规的建制和统一的指挥（此前既有督军掌握的混成旅，又有原巡按使掌握的警备队）；武器装备也得到了一定程度的改善。由此奠定了他的军事班底，开始跻身于地方实力派的行列之中。
第二次扩军开始于1925年间。正式扩军的前一年冬，“北京政变”后，阎锡山应段祺瑞、冯玉祥等之请，出兵石家庄阻击吴佩孚北上时，为扩大声势，将其原有之团的番号改称为旅。战事结束后，他深感当此群雄纷争、军阀混战之际，不论是图存，还是求发展，都必须不断地扩充实力。
于是，在1925年部队返防后，阎锡山便着手进行第二次扩军。第二次扩军主要是将前此的团改称为旅（10团改10旅）的番号进一步充实起来，此外又另加一旅，使成为11个旅。其编制为旅辖团，每旅两团；团辖营，每团3营；营辖连，每营3个普通连，1个机炮连（配有机关枪4挺，迫击炮2门）。全部共22个步兵团（其中第21团为炮兵团，团下辖营，营下辖连，每连配炮4门）。同时编成第1、2两个师，分别辖第1、第2和第3、第4旅。此外，还新成立一个手掷弹旅，一个迫击炮团。后来又增加第一师、第二师番号，辖第一旅至第四旅。其部队番号及主官如下：
第一师（辖第一、第二旅）师长商震
第一旅旅长傅存怀
第一团团长杨效欧第二团团长卢丰年
第二旅旅长王嗣昌
第三团团长李培基第四团团长侯守常
第二师（辖第三、第四旅）师长孔繁蔚
第三旅旅长李维新
第五团团长文海第六团团长荣鸿胪
第四旅旅长谢濂
第七团团长程廷栋第八团团长傅作义
第五旅旅长丰玉玺
第九团团长傅汝钧第十团团长张荫梧
第六旅旅长杨爱源
第十一团团长赵承绶第十二团团长孙楚
第七旅旅长杨中科（亦说该旅旅长由张培梅兼任）
第十三团团长杨呈祥第十四团团长高冠南
第八旅旅长丰羽鹏
第十五团团长关福安第十六团团长金铸洲
第九旅旅长荣鸿胪
第十七团团长荣鸿胪第十八团团长辜仁发
第十旅旅长蔡荣寿
第十九团团长白晋毓第二十团团长许晟蔚
第十一旅旅长李德懋
第二十一团（炮兵）团长周玳
第二十二团（警卫营、宪兵营）
手掷弹旅（下辖两团）旅长张振万
团长分别为赵永胜张万胜
迫击炮团（下辖六个迫击炮营）团长冯鹏翥
第二次扩军也先后延续了两年。军队得到初步的扩充后，紧接着就进行了反击樊钟秀进犯之役。是年冬，晋军几乎全体总动员，打退了樊钟秀。
打退樊钟秀之后，继续进行扩军。
1927年春，以周玳原有炮兵团为骨干，将炮兵扩充为八个团：
炮兵司令周玳
第一团团长辜仁发
第二团团长杨耀芳
第三团团长温玉如
第四团团长曾延毅
第五团团长卢光
第六团团长周俊杰
第七团团长冯鹏翥
第八团团长王锡符
二次扩军后，晋北和晋南两个镇守使依然存在。
第二次扩军使晋军在原有的基础上再翻一番，由第一次扩军结束时的2万兵力，增加到大约4万人左右。阎锡山对自己几年中迅速发展起来的这支军队颇感得意。借助这支军队，他先败樊钟秀，再战冯玉祥，进而乘胜出击，占有了绥包。此时阎锡山虽然仍以“保境安民”相号召，但事实上已经跃跃欲试，开始准备在与他人作战中显示身手，一争短长了。
第二次扩军之后时隔不久，阎锡山便乘冯玉祥的国民军兵败，占有了国民军的地盘绥包，将辖区扩大到晋省以外的地区。随着辖区的扩大，晋军相应地改称为晋绥军，同时将原来旅的编制扩充为师，编为17个师。师辖一个旅及一个团，旅辖两个团，团约1500余人。其部队番号及主官如下：
第一师师长李培基
第二师师长赵承绶
第三师师长杨士元
第四师师长傅作义
第五师师长傅汝钧
第六师师长孙楚
第七师师长张会诏
第八师师长关福安
第九师师长李维新
第十师师长卢丰年
第十一师师长杨效欧
第十二师师长高鸿文
第十三师师长丰玉玺
第十四师师长李服膺
第十五师师长李生达
第十六师师长吴藻华
第十七师师长孟兴富
是为第三次扩军之起始。
1927年春，徐永昌率国民军第3军投晋，使阎锡山的军事力量得到了进一步的增强。徐永昌原系孙岳国民军第3军参谋长兼第1师师长，深得孙之信赖。徐因籍隶山西，又对阎锡山之“模范省”有好感，故有不同意续桐溪进攻山西，进而为阎锡山通报樊钟秀攻晋消息之举。樊钟秀攻晋时，徐随孙岳转攻天津，占了天津。1926年1月直鲁联军反攻，国民军兵败退守包头。其时，第3军军长孙岳患病休养，徐永昌受孙之托，代理军长职务。是年“9月17日，冯玉祥从苏联回国在五原誓师响应北伐，致电徐永昌，与其共举大事。徐想起当初段祺瑞曾向他说：‘冯玉祥难共事。你是山西人，不如接近阎锡山。阎锡山为人稳健，在国内外有些声誉，大有前途。’”所以，徐未答应冯之所请，而于次年2月通过阎的炮兵司令周玳的引荐，赴太原面见阎锡山。
“阎锡山对徐早怀好感，这次徐永昌到太原，由周玳引见，与阎会面，阎一见即向人表示‘恨相见太晚’。”徐永昌则向阎表示，“‘我是山西人，不愿对晋军作战，雁北战役我就未入晋地。张作霖贪得无厌，凶狠异常，祸国殃民，如要讨张，我愿为前驱’。阎对他抚慰备至，优礼厚赠，请他仍回包头驻防。4月，徐永昌二次到太原见阎锡山，表示愿率部进驻山西，并提出：（一）不改变国民军第三军的番号，以客军驻晋；（二）打奉军愿为先驱。阎锡山一一照允，并给他一笔巨款，以资开拔。徐的第三军步兵两个师，骑兵一个师，炮兵一个团及一个独立炮兵团，沿黄河西岸南下，由碛口渡河入晋，驻汾阳县一带。”
徐永昌率部进入山西后，虽因孙岳仍领第3军军长衔，一度继续保留第3军原有番号，直到翌年孙岳病故之后，方才加入晋绥军序列。但事实上第3军从一入晋始就已经成为晋绥军的一部分。徐本人则自当时起，即与阎锡山合作共事，相交相知，历数十年，一直到终死台湾。
徐永昌的加盟，以及对谭庆林所部直军等部的收编，使晋绥军的实力进一步扩大。第三次扩军完成是在1927年北伐之前。此前，晋绥军只有师的编制，第三次扩军即是将原有师的编制，一律扩充为军。扩充后的部队番号及主官如下：
第一军军长商震
第一师师长李培基
第三师师长杨士元
第二军军长杨爱源
第二师师长赵承绶
第六师师长孙楚
第三军军长徐永昌
第四军军长谢濂
第四师师长傅作义
第十师师长卢丰年
第五军军长傅汝钧
第五师师长傅汝钧（兼）
第十六师师长吴藻华
第六军军长傅存怀
第十一师师长杨效欧
第十三师师长丰玉玺
第七军军长（空缺）副军长张荫梧
第十四师师长李服膺
第十五师师长李生达
第八军军长谭庆林
骑三师师长孙长胜
骑六师师长杨兆林
炮兵司令周玳（仍辖八个炮兵团）
手掷弹旅旅长张振万（仍辖两个团）
另：第十七师师长孟兴富（归总部直辖）
警卫旅旅长杜春沂（归总部直辖）
此次扩编完成后不久，阎锡山“又用北方国民革命军总司令名义，在暗中收编了冀南的陈光斗、刘桂堂，山东的范澄秋，冀东的张膺芳等部队，均系估计人数酌给接济，不列入正规编制之内。”
综上所述，经过前后三次扩军，晋绥军迅速崛起，由旅成师，又由师而成军，军队人数急剧膨胀，从两万余人增至13万余人，成为国中屈指可数的几支主要的武装力量之一。阎锡山也随之成为一名颇具声势的地方实力派人物。
对于一支近代化的军队来说，武器不是决定的因素，但是重要的因素。军队的强大与否，武器的优劣与兵员的多寡同样重要。阎锡山深谙此理。所以，从他独掌山西军政始，即十分注重军事工业的发展。
近代山西的军事工业，可以上溯到创立于晚清的“山西机器局”。在鸦片战争以后兴起的“洋务运动”中，山西始有真正意义上的近代工业——1892年创办了山西火柴局，1895年设立了山西工艺局。此后，时任山西巡抚的胡聘之于1897年上奏清廷，“请求设立以修造枪械为目的的山西机器局。1898年（清光绪二十四年）正月初一，清朝政府下谕各省：‘据荣禄奏，各省煤铁矿产以山西、河南、四川、湖南为最，请饬筹款设立制造厂局渐次扩充，从速开办，以重军需。着就各地方情形认真筹办，总期有备无患，足以仓猝应变’。同年三月，胡聘之聘任候补道徐桂芬为山西机器局总办，拨出库银480两择址于太原北门外柏树园普济观旁购庙地38亩筹建。派候补知县王曾奇赴天津口岸，通过英国福公司天津洋行购来机器设备，并以高薪由天津、汉阳等地招募来30余名技工。同年12月又上奏朝廷，获准动用光绪二十三年山西整顿归绥（今呼和浩特市）关税敛收之余银50000两，作为开办山西机器局的经费。同年底机器局初具雏形，部分开工生产，并向社会亮出‘机器局’招牌。”山西机器局下辖“五厂一房”，即机器厂、翻砂厂、熟铁厂、木样厂、铜帽厂以及锅炉房。虽名之曰机器厂，实际只是一个枪械修理厂，其生产以修理枪械为主，兼造初级火器，大刀、戈矛、洋鼓、洋号等。枪械产品起先为十八毫米口径的“二人抬”火枪，后改为由英国福公司提供全部金属件，配制枪托进行装配，生产只能装一发子弹的“独子快枪”。“独子快枪”虽远远落后于英军当时装备的五子连发步枪，但在国内仍属新式武器，受到清廷赞赏。加之1900年慈禧出逃西安时，为“护驾”卫队马玉昆部修械有功，山西机器局一时名扬全国。
阎锡山的军事工业就是在山西机器局原有基础上发展起来的。从辛亥至1930年中原大战，在阎锡山的一手主持下，山西的军事工业从小到大，从弱到强。整个过程大体经历了下列几个时期：
1、山西陆军修械所时期。“这一时期，由民国三年（1914年）到民国九年（1920年），共计六年。在这一时期中间，扩大范围，增添设备，逐步向前发展。”
辛亥革命山西光复后，军政府便迅速接管了山西唯一堪称军事工业的“山西机器局”。随即任命李陶庵（李蒙淑）为机器局局长，着手进行扩建工作。几年中虽有一定的发展，职工由初创时期的80余人，增至200余人。但基本情况未变，仍保是留原“五厂一房”，仍以修理枪械为主。
1914年7月，阎锡山任山西督军期间，开始对原山西机器局进行改组，成立了“山西陆军修械所”。山西陆军修械所与山西机器局所不同的是，它不再是相对独立的机构，而是隶属于督军公署的军械局，直接纳入阎锡山政治军事的运行机制之中。
修械所创办后，其经费指定由杀虎口（山西雁北通往口外的一个重要关口）的税收供给。其负责人——所长，先由督军公署军械局一等局员郑祥徵担任，同年10月改由原机器局局长李陶庵兼任。因经费关系——每月仅1400元，修械所创办初期，只在内部进行了一些革新整改，无大的变动。
1917年，阎锡山以山西督军兼省长后，与其第一次扩军相适应，对军事工业进一步重视了起来。修械所得以继续扩大与发展。
制约修械所发展的因素在于经费之不足。阎锡山为解决修械所的经费问题，首先设立了“铜元局”。铜元局看似与军事工业风马牛不相及，但事实上正是它为阎锡山军事工业的初步发展奠定了物质的基础。铜元局的作用在于用低价从民间收购旧式制钱，然后铸造铜元，从中获利。“阎锡山筹谋以‘三九’制钱（即含铜量39％的制钱）为原料，用三文制钱改铸可当20文制钱的铜元一枚，在全省流通制钱中约用50亿文，改铸铜元19亿枚，可当制钱340亿文，币值即扩大倍。按当时主币银元与制钱的兑换率，所铸铜元即相当于1700万银元；若按流通中的约50亿文制钱计则不过250万银元，一经改铸之后相比，凭空获得1450万银元之巨”。
筹建之初，从节省经费考虑，铜元局由杭州订购了一批制造铜元的旧机器，“于是扩充范围，兴工建筑。计增设提铅厂、炼铜厂、熔化厂、钢模厂四个厂，原有的机器厂改为印花厂、碾片厂、较准厂、铳光厂等，同时添购了大锅炉一部，一百马力的汽机一部，并将锅炉房也加以扩充。当时全所组织加以革新，所长下设技正二人，以王嘉瑞（字梦龄，英国维多利亚大学毕业，学电气的）、郑永锡（字恩三，英国习菲尔大学冶金科毕业）担任。各厂添设厂监，职员工人共有400余人”。就职工人数而言，较前增加了一倍。
与此同时，为今后军事工业的发展，一方面选派张书田、刘笃恭等10余名大学毕业生赴当时国内军工技术比较先进的汉阳兵工厂技术学校学习深造；一方面在修械所内创设“实习工业学校”，招收学员百余名，半工半读学习技术（后改归国民师范职业科）。
山西陆军修械所名实相符，仍以修理枪支炮械为主。虽较其前身——山西机器局有了不小的发展，但仍称不上是真正意义上的军事工业，只能视为阎锡山军事工业之雏形与嚆矢。
2、山西军人工艺实习厂时期。“这一时期，是自民国九年（1920年）三月至十五年（1926年）共计七年。其间改革制度，变更组织，增添设备，新建工厂，较各时期为多，而兵工厂规模之形成，亦在此时期。”
1920年初，北洋军阀政府鉴于群雄蜂起，兵员激增之情形，为限制各省武力，通令裁军。对此，阎锡山一面继续图谋发展，一面虚与委蛇做表面文章。“山西军人工艺实习厂”就是这样的产物。
适逢前此派往汉阳兵工厂学习军火制造技术的张书田等一批大学生学毕归来。同时，铜元局通过铸造铜元，有了一定程度的资金准备。1920年3月，阎锡山将原“山西陆军修械所”与“铜元局”合并，改称“山西军人工艺实习厂”。“实习”者，实践学习是也，这一改，顿使山西的军火工业有制造枪械弹药之实，而无有其名，既可表示出拥护裁军的姿态，又不影响自身的发展。阎锡山善于作文字游戏，由此可见一斑。
山西军人工艺实习厂，是在必要的资金准备和技术准备（除了派出去学习的十几名大学生之外，还从汉阳兵工厂招聘了一些技术工匠）的基础上产生的。它的诞生，有力地促进了山西军事工业的发展。
实习厂初建之时，实行总办制，由第一混成旅旅长商震兼总办。总办下设厂长，李淑蒙任厂长。开始下设铜元、化炼、总务3科。总务科辖出纳、保管、文书、会计、采买、执事等股；铜元科辖铜元、碾片、印花、较准、钢模、铁工、木样、虎钳、机器等分厂；化炼科辖提铅、炼铜、化渣、淘铜、翻砂等分厂。后又设电汽科，购置发电机，为全厂提供动力。因军器中枪弹消耗较大，尤感需要，又从上海兵工厂订购日产2万粒子弹机一套。1921年7月，山西军人工艺实习厂的组织机构重新作了调整。原总务科撤销，其所属各股直隶于总办、厂长；铜元科改为机械科，管理铜元制造、军器修配、动力供给；化炼科仍旧；另设一枪弹科，管理制造各种弹药事宜，开始制造军器。又建立了罐头分厂，制造专供各部队军需用的各种食品罐头。1923年7月，阎锡山为再次扩军准备武器，对山西军人工艺实习厂再次改组，取消总办，将全厂原有及新设的分厂分归3个科，科下委若干主任，分别管理各个分厂。第1科分管机械、电汽、锻工及新设置的大炮、机关枪等分厂；第2科管新设置的枪弹、炸弹、炮弹、无烟药、炸药、硝酸等分厂；第3科管熔铸、炼铜、罐头等分厂。铜元局则直属厂长。同年9月，又附设了一个兵工研究会，专门研究各种兵器的制作和改进。研究所除会员10名外，尚有研究生22名，“厂长兼会长，聘各军官之有学识者为研究员，学员中调选优秀者为研究生。及后军器制作之改进，受该会之指导不少。”1925年4月，厂长之上复设总办，总办由时任督军署兵器委员会会长的黄国梁兼任。
山西军人工艺实习厂比其前身——山西陆军修械所无论规模，还是生产能力都有了极大的提高。实习厂成立之初，其16个分厂，即“拥有机器63部，职工500余人，除修械外，可日产铜元120万枚，并着手制造枪弹和仿造重机枪。至1921年7月，职工增至900余人，机器增至183部”。“1923年7月，职工增至1840余人，机器增到320部，并新建了无烟药、制酸、铜壳三个分厂，其中前两厂的设备由德国雅利商行订购，于民国年9月相继投产。”“1924年，停止铜元制造，各分厂相应调整，全部生产能力转入军火生产，并新设了飞机分厂，从德国聘任两位工程师——傅乐曲和佘来得（均系中文译音），装制成一架双翼飞机，聘请英国一位名叫冯富鲁登和驾驶员试飞成功；全厂职工增至5000余人，机器增至1100余部。”“1924年，阎锡山还决定兴建育才炼钢厂和育才机器厂，并于同年夏间派山西军人工艺实习厂厂长李蒙淑和技术科长洪中，赴欧洲考察；1925年5月间成立两厂筹备处，委派军人工艺实习厂化炼科长郑永锡和机关枪分厂主任刘笃恭（治平），分别担任两厂的筹备主任；由德、英、美在华洋行购置设备建设两厂，于1926年竣工投产。1926年春，山西军人工艺实习厂增设压药分厂，铜壳分厂添置压弹设备后改称水压机分厂。至此，军火生产规模基本完备，职工增到11000余人，设备增至2300部，月产火炮10余门、冲锋枪900枝、机关枪30挺、炸弹30000余发。”
山西军人工艺实习厂作为阎锡山主要的军工企业，与晋军的重大扩充行动是同步发展的，它弥补了大规模扩军所带来的武器弹药严重不足的缺陷，为晋军打出娘子关，参与北伐，领有华北三省及平、津两市，提供了武器装备及后勤方面的有力保障。
3、太原兵工厂时期。“这一时期是起自民国十六年（1927年）到民国十九年（1930年），共计四年。这四年之中，为兵工厂极盛时期。因为那时阎锡山的实力，经过了十年培养已相当雄厚，于是扩张出山西，统治了河北、察哈尔、绥远，尚有北京和天津。经济上有了力量，所以兵工厂的设备，也大规模的扩展。同时阎锡山把军队已扩展到二十多万人，兵器弹药的需要，自然随之增大，因此制造军火的兵工厂，生产能力随军事的膨胀亦着着上长而加大。太原兵工厂设备的扩大，全在此时期。”
1927年，经过三次扩军，阎锡山所掌握的晋绥军，已经发展成为一支拥有近20万兵力、实力雄厚的地方武装。强大的武装需要强大的军事工业来支撑，所以，自恃羽翼丰满的阎锡山一改过去遮遮掩掩羞羞答答的作法，公开打出了军事工业的旗号。是年1月，他正式将原山西军人工艺实习厂更名为太原兵工厂。
太原兵工厂虽然在名义上仍归省署军械处，但事实上则直接隶属于阎锡山的督办公署。就其组织形式来说，则更接近于现代工业。兵工厂废除了实行多年的总办制，进而实行厂长制。厂下分设采运、验收、工务、检验、核稽等6处，每处设处长一人，负各该处全权责任。厂部组织系委员制会议，负责处理厂内有关事务。除山西军人工艺实习厂外，原学兵团实习工厂也划归太原兵工厂，改为其中的一个分厂——冲锋枪分厂。上述6处中，以张书田任处长的工务处地位最为重要。工务处分管厂内20多个部门，“计有处本部、工程师室、医疗所、制图室，以及十七个分厂。即枪厂、冲锋枪厂、炮厂、枪弹厂、炮弹厂、机械厂、炸弹厂、双用引信厂、机关枪厂、压药厂、电汽厂、压铜壳厂、铁工厂、罐头厂、熔炼厂、木样厂等。其中压铜壳厂与压钢弹厂，合并改为铜壳厂，成为十六个分厂。”
在太原兵工厂成立的同时，将原无烟药和制酸两个分厂单独划出，另行组建了山西火药厂。山西火药厂首任厂长由毕业于日本九州大学化工科的张恺担任，工程师是日本帝国工业大学电气化学科毕业的曹焕文。
太原兵工厂时期，阎锡山的军事工业不仅在生产规模、产品数量上都较前有了进一步的提高，更重要的是技术水平的发展和进步。
“新建的山西火药厂，其厂房全部采用钢筋混凝土结构，主要工艺设备107部，其规模之大、设备之新、能力之强，当时在全国首屈一指。尤其是废酸还原设备在我国为首创；溶剂收回装置用活性炭方式，在德国也是最新发明。”以火药厂厂长张恺之名命名的“恺字炸药”，学习德国先进制药技术，改铝粉和皮克林制药为硝酸制药，成为山西火药制造的重大发明。
其时，“太原兵工厂和山西火药厂共有设备3800部，职工15000余人”。“主要产品为：六五步枪、六五机关枪、冲锋机关枪、自来得手枪、一七式手枪、一六式105毫米山炮、一八式88毫米野炮、七九机关枪、六五步枪子弹、冲锋枪子弹、一三式七五毫米高炸力开花全弹、两用高炸力开花全弹、一四式75毫米野炮钢质高炸力开花全弹、两用钢质高炸力开花全弹、120毫米重炮假引信全弹、一六式105毫米重炮低炸力开花全弹、假引信全弹、75毫米迫击炮弹、150毫米迫击炮弹、手榴弹、手雷、滚雷、地雷等”。“1928年至1930年间，太原兵工厂的月产量为：轻、重炮35门，迫击炮100门，步枪3000枝，机枪15挺，冲锋枪900枝，炮弹15000发，迫击炮弹9000发，子弹420万发。同20年代初期相比，炮增加2。5倍，步枪增加6。5倍，炮弹增加2。5倍，子弹增加6倍。”“在我国后起之秀的太原兵工厂，不仅可同全国最大的汉阳兵工厂、沈阳兵工厂相媲美成三足鼎立之势，而且其规模与现代化程度也超出了汉、沈两厂。”
太原兵工厂时期是阎锡山军事工业的全盛时期。正是它支撑了中原大战期间阎冯联军巨大的军火消耗。同时也正是中原大战的结束，导致了阎锡山军事工业的由盛到衰。
中原大战后，阎锡山兵败避居大连。张学良奉蒋介石之命节制晋绥军政事宜。在编遣晋绥军的同时，对阎锡山的军事工业也施行打击，太原兵工厂和山西火药厂于1931年4月合并改组为“太原修械所”。太原修械所时期，原15000余名职工被编遣13000名，只余2000余人。武器生产基本停顿，开始向民品生产转变。
1932年，阎锡山复出后，重整山西兵工——以壬申命名，将原兵工厂部分改为壬申制造厂，原火药厂部分改为壬申化学厂。由于阎锡山的重视，山西的军事工业又以壬申两厂的形式迅速发展起来，职工人数回长到5000人。
1933年8月1日，西北实业公司成立。壬申两厂及其辅助性工厂——育才炼钢机器厂，遂统一划归西北实业公司。
军事干部是军队的脊梁，军事干部的培养为军队建设之必需。阎锡山在扩充军队，发展军事工业的同时，亦十分重视创办军事学校，培植自己的军事干部。纵观整个晋绥军军事干部队伍，除了一些高级军官出身于保定军官学校外，基层干部多由省内军事学校培养。
1917年，阎锡山独掌山西军政后，由于军队的不断扩编，对军事干部的需求也迅速增加。为了适应这一需要，阎锡山先后创办了多所军事学校和军官训练班，其要者如下：
1。学兵团干部训练队
学兵干部训练队是阎锡山“学兵团”的前身，创办于1918年。
1917年的晋军入湘作战败北使阎锡山“更感到晋军战斗力不强，缺乏训练，尤其下级军官指挥无能，统驭无方，即决心从训练下级干部入手，提高指挥和统驭能力”。学兵团干部训练团就是在这样的背景下产生的。
1918年秋，阎锡山责成第一混成旅旅长商震筹办一个基层干部培训班，为创办自己的军事干部学校进行干部准备。其时晋军共有4旅8团，每个团都附设一个学兵队。该班的学员主要从各学兵队招收，故而称为“学兵干部训练队”。干训队以商震为团长，负领导之责，另由第5团第2营营长荣鸿胪任中校团附，负具体之责。
干训队虽属短期培训性质，但仍需报考，共计从投考的各团学兵队员中录取了300余名学员。所有学员统一编为3个队，每队辖4个分队，每分队有3名队附，全团共36名队附。队附多由保定军校第5、6期毕业归来之见习军官担任，后来晋绥军中的一些有名的将领，如楚溪春、李生达、王靖国、李服膺、张荫梧等，都是当时干训队的队附。
干训队培训期限只有4个月。训练期满后，大部分队附及一部分学员留下来做了“学兵团”的各级干部。
2。学兵团
干训队4个月的培训，为阎锡山进一步创建军事干部学校，培养基层军事干部作了干部方面的准备。1919年6月，以学兵团干部训练队所培训的干部为基础，阎锡山建起了他第一所真正意义上的军事干部学校——“学兵团”。
“学兵团”以步兵第9团的名义呈报北京政府陆军部，以“斌业中学”的名义报请北京政府*。但实质上则是一所地地道道的军事学校。
其一，采取正规部队的编制。其学员是按照一个正规步兵团1200人的编制，从大同、临汾、潞安、太原四地招收的，具有高小毕业或相当于高小毕业文化程度者。1200名学员，按照正规部队编制编为3个营，12个步兵连，每连100人。营、连、排、班各级干部均有军职，3个营长由原干训队3个队长担任，连、排长多由原干训队队附充任。
其二，享受步兵待遇。学兵团既以步兵第9团名义呈报陆军部，其经费即与步兵同——津贴中士每月8元，下士每月7元，学兵按普通士兵，每月一律6元3角。
其三，既学“普通课”，又学“军事课”。普通课有国文、英文、算术、历史、地理等；军事课以步兵典范令和野外操作为主。军事课由各连连排长负责讲授，普通课则聘请一批高等师范学校毕业的学员担任。
其四，施以精神统驭。团内每周有一次精神讲话，由中校团附讲授“修身”；全团排长以上军官，每逢星期日须到督军署自省堂举行“自省”，亲聆阎锡山和其他高级军政人员讲话；学员每逢星期日在团内，有时也到督军署自省堂举行“自省”，由团长或其他高级军官讲话。
其五，毕业从军。1925年夏，学员除出校充当下级军官者外，均于毕业后留团担任连、排长职务，成为晋军的军事骨干。
阎锡山对学兵团寄予厚望，“1919年8月1日，学兵团第一期学兵举行开学典礼时，阎锡山亲临训话，大意勉以‘敦品励行’，既要学得一般中学文化知识，又要具备初级军事干部学术水平；要在全省中学中树立模范，在全省官兵中当作榜样，以便将来担负全省‘保境安民’的重大责任等语。”
学兵团（对外称第9团）以荣鸿胪为团长，以程绍岩为中校团附，张甲龄为少校团附。修业期四年，前后共招收学员三期——第一期1200人、第二期600人、第三期500人，计2300余人。六七年之间，为阎锡山培养了一批数量可观的基层军事干部，对不断扩军带来的干部不足之缺憾，起到了不可忽视的弥补作用。
1926年，学兵团改称为“山西军官学校”。
3。山西军官学校（北方军官学校）
1926年夏，阎锡山参与了直奉联军的所谓“讨赤”之役，与冯玉祥的国民军在晋北作战。国民军在几方夹击下，被迫撤至绥远五原地区。阎部乘势出击，将地盘扩大到了绥远地区。随着地盘的扩大，阎锡山更加注重培植军事干部，加强实力。是年10月，阎锡山将“学兵团”改为“山西军官学校”，正式打出了军官学校的牌子，使其名实相符。
山西军官学校，系在原学兵团的基础上改编而成，原学兵团团长荣鸿胪任校长。校内科目，除原有步兵外，又增设骑、炮、工等科，计有四科。科下设队，将原学兵团第2、3期学兵，编为步兵两个队，骑、炮、工兵各一队，专授军事术科，规定二年毕业，毕业后充任部队中下级军官。同时，在校内又附设了炮兵速成班，召集现任炮兵部队中之排长及中、下士等共300余人，编为3个队，授以炮兵初级干部应具备之炮兵学术知识，培养了一批专业炮兵干部。晋军以炮兵实力强大著称，与此不无关系。因为阎锡山扩大军事教育规模心急，一些必备的办学物质条件和师资都不足。军校成立伊始，设备简陋，除步兵科器材尚敷使用外，骑、炮科之驴马、大炮等，均不敷教练应用，当时有人讥之谓“骑科没马，炮科没炮，工科又没架桥材料”。军事学科以基层军官任教，在战略战术理论养成方面亦有很大不足。
1927年6月，阎锡山正式悬挂*，就任“北方国民革命军总司令”，参加北伐。遂将“山西军官学校”改称“北方军官学校”。原山西军官学校学生，一律改为北方军官学校第一期生。同时扩大招收新生一千五六百名，并保持原步、骑、炮、工四科不动。北方军官学校到1930年停办时，共毕业学生三期。
“学兵团自1919创办至1930年冬季北方军官学校第三期学生毕业时止，前后经过十二年的历史，由校长荣鸿胪一手经办，培训出了一批约有六千余名为阎锡山效命的工具，在中原混战中，已有不少学兵团毕业生升任了晋绥军中之高级将领，如于镇河、刘召棠、马良等均曾任师、旅长等职，其他中、下级军官分布在晋绥军中比比皆是”。
4、晋绥军官教导团
“军官教导团”系收容编余军官和轮训在职军官的一个机构，成立于1926年。其时晋绥军与冯玉祥的国民军作战已毕，阎锡山为了整顿扩编部队，委派张荫梧为团长，楚溪春为教育长，成立了“晋绥军官教导团”，对编余军官进行整训。以后每战过后，即由教导团对参战部队进行整顿。
中原大战之后，晋军编制大大削减，编余的两千余名中下级军官均集中于教导团内进行整训。但因其时阎锡山避走大连，无人震慑，团内管理混乱，没有结果。阎锡山复出后，于1933年秋季，对教导团进行整顿，将其中400余名军官编成“军官屯垦队”，遣往绥西五原地区屯垦，同时资遣一部。另将400余名编为四个军官大队，继续整训。“经过二年整训后，阎锡山感到陕西红军力量日渐扩大，为了防止共产主义影响波及到山西境内，1935年秋季，将全省划为十二个‘防共保卫区’，以教导团训练之军官为骨干，又从部队中抽调了一批中、下士，组成了十二个防共保卫团，召集各县十八岁至二十五岁之青年，轮充受军事训练三个月，实行阎锡山所说的‘枪杆子以防共’的办法，教导团的军官队从此就结束了。”
阎锡山在创办军事学校，培植军事干部，增强实力的同时，还在山西举办过各种专门学校，计有“山西陆军辎重教练所”、“山西航空学校”、“第三集团军骑兵教练所”等。
“山西陆军辎重教练所”创办于1925年，主要培养军队中从事后勤之人员。教练所以督军署参谋长朱绶光兼任所长，以宁钊为教育长。招收高小毕业生及部队中具有同等学历的士兵为学员，进行训练，学期两年。所内所授科目有，步兵典范令、辎重勤务、兵站业务以及战术、筑城、地形、兵器、马学、卫生等简要教程。共招收学员两期，1929年第二期学员毕业后即行停办。
“山西航空学校”大约创办于1926年，拟为晋绥军培养航空人才。是年阎锡山接受欧亚洋行法商之建议，以留法之杨如圭为校长，创办“山西航空预备学校”。学员有军官教导团保送而来者；有从山西军官学校挑选而来者；有从社会上招收之中学毕业者，共计60名。校内主要讲授：航空学、无线电学、气象学、测绘学、照相学，以及飞机原理等课程。学校成立时，山西仅有英国****佛罗教练机两架，德国造容克运输机一架，又新从法国运回海陆两用飞机两架。学校成立后，又从英国购回毛斯教练机六架。1928年，二次北伐时，只经过一年多训练的“航空预备学校”学员即参加了战斗，担任侦察轰炸任务。次年春，学校正式称为“山西航空学校”，对学员进一步施行高级飞行训练。学校实行淘汰制，到1929年冬，第一期毕业时，原招之60名学员，仅剩32名。第一期学员毕业后，学校即行停办。毕业生全部编入航空大队，随即参加了中原大战。
“第三集团军骑兵教练所”成立于1928年10月1日，主要培养骑兵高级干部。二次北伐胜利之后，阎锡山在领有晋、冀、察、绥四省的同时，收编了这些省区的一批骑兵队伍。这些队伍都是利用“北伐”的机会，招收当地土匪骑兵扩充成军，素质不良，纪律极坏。这些地方骑兵是谁来就拥护谁，只知要粮要饷，不服从调动。阎锡山将这些杂牌骑兵队伍收编，成立骑兵军后，遂听从其骑兵司令赵承绶之建议，在骑兵司令部驻地大同创办“第三集团军骑兵教练所”，以真正掌握这支骑兵队伍，培养基层干部。骑兵教练所之学员分为军官、军士两个队，分别来自赵承绶原辖之步一团和骑兵队伍中选拔的青年军官与兵士。讲授科目，军官队：学科为简要骑兵教程和骑兵典范令，术科为马术和野战教练；军士队：学科为骑兵典范令，术科与军官队同。骑兵教练所两个大队共招收学员320余名，学期不足一年。第一期学员1929年6月间毕业后，即行停办。“毕业后，军官队学员分配到各骑兵团充任准尉特务长，少、中、上尉排长及少校连长等干部；军士队学员少数分配到各骑兵连充任准尉特务长，少、中尉排长，多数任骑兵连的上、中、下士等基层干部，分配不出去的，暂在各师、团、连内充当见习或侯差员。”阎锡山通过赵承绶，利用骑兵教练所培养的这一批基层干部，从内部控制了关系复杂的骑兵队伍，对其实行了成功的改造，使其成为晋绥军之中坚。
