在野戰中，各軍團一般排列成正麵寬200米、縱深90米的陣型。第一排配置哈斯塔提、第二排是布靈吉佩斯，第三排則是托力阿裏。當前兩排重裝步兵投入作戰時，托力阿裏一般是單膝跪地、養精蓄銳；一旦戰局有變（不論勝負）時，才作為預備兵力投入前線，接替那些筋疲力盡的年輕人。在戰線的最前方，是由輕步兵構成的散兵線，而兩翼則由軍團騎兵負責防守。
軍團在實戰中，一般能夠以連為單位在一定程度上隨機應變。例如改變隊形密集度、調換前後列等等……這與他們的遠祖——希臘的古典型重裝步兵（霍普裏泰）相比，已是大有改觀；但在公元前3世紀，還遠遠不及曆經伊菲克拉提斯和亞曆山大大帝的改革、已臻爐火純青的赫雷尼斯諸邦的多兵種合成戰術。並且，羅馬軍隊是一支由市民組成的非專業的軍隊，指揮他們的將軍們更是外行——他們的本質是政客。因此，羅馬在與庇羅斯、哈米爾卡爾、漢尼拔等職業軍人統帥下的軍隊對戰時，不斷遭受挫折。之所以能夠最終打敗這些強敵，所依靠的並不是戰術的精妙，而更多仰仗於羅馬在總人口上的優勢、對盟邦的徹底支配以及農民出身的士兵們樸素而堅韌不拔的精神。
共和後期至帝製中期
（公元前1世紀到公元3世紀）——職業型軍隊
羅馬的軍事實力，在公元前2世紀完成對東西地中海的征服時達到了頂峰，其後開始逐漸衰退。究其根本原因，還在於傳統的都市國家型的政體已不再適應日積月累、不斷擴大的疆土了。
將軍們在南征北戰中積累了巨大的財富，而與此相對，作為士兵出征的大多數人，卻因為家中長期缺乏勞動力在經濟上逐漸沒落。為了緩和這一矛盾，軍製改革已勢在必行。
勇敢地對祖先遺留下來的舊軍製大刀闊斧地進行改革，並從危機中挽救了羅馬的是平民出身的優秀職業軍人——瑪裏烏斯（公元前157至公元前86年）。他的想法是：不再依靠那些有能力自備裝具的有產市民，轉而提供武器和薪金給無產市民，並以合約的方式保障他們在退役後能夠得到一定的土地。此舉大大促進了羅馬軍隊的職業化。
由於裝具不再取決於私有財產，因此所有士兵們的裝備與訓練得以統一標準化。新一代步兵的裝具與哈斯塔提和布靈吉佩斯相當，都配備有盔甲、大型方盾“斯邱托姆”、短劍“格拉蒂斯”和兩枝投槍（‘皮魯姆’或是‘皮拉’）。維利特斯這一兵種被廢止，步兵中不再有輕步兵和重裝步兵之分。但是騎兵的裝備與職能，在瑪裏烏斯的改革前後並無變化。
在軍團的編製上，進一步貫徹了標準化原則。一個軍團由10個營構成，每個營編內有6個排，每排兵力為80人。不過，各軍團的第一營均由5個160人的排構成，因此，在編製上，軍團的步兵總兵力應為5120人。在實際運用中，為了保證軍團步兵實戰能力的均衡以及運用方便，一般情況下兵團總兵力大多為2000到3000人，最多不過4500人。
在軍團編製中的騎兵，減少為4個騎兵隊共計128人——這主要是因為依靠沒有羅馬市民權的外籍軍團組成的輔助軍（阿庫西裏亞）來提供精銳騎兵已成慣例。而投石兵、弓兵等傳統上的輕裝步兵，也多由輔助軍充任。這些輔助軍基本上以營或騎兵隊為單位，配屬給羅馬將官充當野戰軍或是守備隊。
內亂（公元前49年到公元前30年）結束時，勝者屋大維（奧古斯都皇帝）麾下的兵力多達50萬。但他在獲勝後迅速裁軍，將常備部隊精簡為由30個軍團（不過，其中的3個軍團在公元9年爆發的托伊特堡森林會戰中被全殲）連同輔助軍共計約30萬人。在奧古斯都皇帝治世後期，他還組建了臭名昭著的皇家近衛隊（普拉埃托利亞）。近衛隊的編製單位為每營480人的步兵營和32人組成的騎兵隊。
在野戰時，軍團一般以2至3個營的縱深進行布陣。軍官和士兵全部實現職業化後的新生羅馬軍團紀律嚴明、士氣高昂、戰技精熟，冠絕一時。
營不再是行政管理上的單位，而是擁有高度機動性和自由度的獨立戰術單位。司令官得以將一至數個營作為總預備隊配置在陣地後方，適時出擊；或是隨時從本隊中分派出以營位單位的分遣隊，隨心所欲地排布構思中的理想陣型。這種“科霍爾斯戰術”在以步兵為主力的歐洲戰場上無往不利。但在亞洲平原上與機動力超絕的波斯騎兵對戰時卻吃了不少苦頭。