古斯塔夫在国内外都较为稳定之后，开始了改革。经济改革之前已经提到过了，就是提供优惠政策招商引资，并以丰富的铜铁资源结合吸引而来的资本发展军工业，用货币税代替了实物税。在收入渐多、荷包渐鼓的时候，他开始了他引人注目的、划时代的军事改革。
首先，他实行义务兵役制度。自从威震世界的罗马帝国烟消云散之后，常备军和义务兵役制就从欧洲大地上消失了，取而代之的是战时临时征召和雇佣兵制，荷兰莫里斯解决了战时临时征召的问题，在欧洲重新建立起了常备军，但是这个常备军的主体依旧是雇佣军，也就是拿钱打仗的那群人。雇佣军因为其性质（荷兰莫里斯改革时提到过，这就不再多加评述），导致其纪律性和忠诚度很差，虽然经过莫里斯改革之后，他的军队比一般的军队纪律性、战斗力都提升了很多，但是相比较古斯塔夫实行的征兵制而言，依旧是远远不如的。因为征兵制，军队由这个国家的人民组成，这些人知道自己是为了国家为不仅仅是为了金钱而战，为什么抗日战争中，我们喊出并做到了一寸山河一寸血？为什么在苏德战争中，无数苏联人能够高喊着“为了祖国”而勇猛向前？为什么抗美援朝中志愿军能够被冻死、被烧死而无怨无悔？这就是精神的力量，莫里斯改变的是外在，而古斯塔夫改变的是精神。
此外，古斯塔夫还让瑞典士兵着统一的军装，这是在提升军队的荣誉感。在平时自己过节里边可能还没什么，毕竟只是一次简单的换装，但是这些士兵与外国士兵相遇之后，大家想想看，一方是整齐的着装，排成一色的海洋，而另一方却是杂乱无章，如果不是有着队列和武器没准就和一群老百姓差不多，在这种情况下，有着统一着装的军队肯定会自然而然地产生一种心理优越感，即使不表现出来，心里也得暗暗说一声：“真是一群乡巴佬！”这是其一，其二，也利于在战争中分清敌我，因为没有统一着装之前，两队对垒的时候还好说，一旦变成肉搏战打成一团，这可就没法区分了敌我了，没准你交付后背的那个人就是敌人。一旦采用统一着装之后，这种基本上就不会出现了，除非是在泥地里打仗，成了一个泥猴，妈妈再也不用担心我肉搏战啦。
在统一着装这比较没有技术含量的改革之后，古斯塔夫二世有进行了相当有技术含量的改革，是时候展现真正的技术了！古斯塔夫如同莫里斯一样改革了补兵战斗队形。在当时，在欧洲最先进的步兵战术队形已经不是西班牙大方阵了，而是经过莫里斯改革后的“莫里斯横队”，古斯塔夫年少时他最崇拜的偶像就是莫里斯，他对莫里斯的战术有过相当深入的研究，他在发现“莫里斯横队”虽然在西班牙方阵的基础上减少了兵员的浪费情况，但是仍没有发挥出部队最大的战斗力，他把部队的横向拉长，但是部队的厚度却变薄，就好像一块长方形的橡皮泥，我们用手捏住两头往两边拉，橡皮泥会变长，但是厚度变薄。部队的厚度基本上为2到3线，每线包括3——6排士兵，在战斗时，采用分段射击，一排士兵发射完后重新装弹，下一排士兵射击，如此循环往复，形成连绵不绝的火力。因为他把队形拉开，就使得更多的士兵能够在第一时间发挥战斗力，就好比同样是一百二十名士兵，开始是每排三十名名士兵，排成4排横队，在战斗时，只有最前排的三十名士兵能够开火，三排士兵就能够形成连绵不绝的火力，这样就有一排没有完全发挥出战斗力，而如果是四十名士兵站成一排，总共排成三排横队的话，在形成连绵不绝的火力的同时，避免了兵力的浪费情况，最大程度的发挥了火力。
第三，古斯塔夫十分重视炮兵，把炮兵单独拿了出来，成为了独立的兵种，而并非是步兵的附属品。他有句响彻世界的关于炮兵的名言：炮火要猛烈，集中，切忌分散，炮兵要与其它武器兵种协同作战，这就是古斯塔夫的炮兵战术，对之后炮兵的应用产生了重大影响。同时，他还减轻了大炮的重量，使之能够跟随野战部队共同作战。之前的大炮，普遍沉重，运输不便，一般都是在围城战时才会被使用，在部队运动作战或是野战中通常都不会带着大炮，因为太重了，整支部队的速度都会因大炮而减低到龟速，这在局势瞬息万变的战场上是根本不可能被接受、被容忍的。但是古斯塔夫减轻了大炮的重量，使这种威力巨大的武器开始在野战中出现，从而极大地提升了瑞典军队的火力，提高了军队的战斗力。
当然，打仗只靠统一的服饰、先进的步兵战术、火力凶猛的大炮也是不够的，在战争中，真正起决定作用的是拿着武器作战的人，显然古斯塔夫也注意到了这一点。他严格训练军队，最终使新生的瑞典军产生了强大的战斗力。
从1617年开始，经过四年的改革，瑞典国力大增，军队虽然被精简，但是却已经脱胎换骨。在1621年，古斯塔夫的军事改革初见成效，野心勃勃的他，开始向着波罗的海霸主的方向上大踏步前进。1621年，瑞典和波兰爆发战争，古斯塔夫率领着他的瑞典军队驰骋在波兰的大地上，数次进军当时隶属波兰的立沃尼亚，夺取了首府里加。在1626年，战争进入到了最关键的一年，双方在沃尔霍夫展开了决定性会战，最终古斯塔夫赢得了这场关键性战役的胜利
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