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◎ 图为重投枪。
对于新的军团组织架构，李维留下了明确的记载，在执政官弗里乌斯·卡米卢斯（M Furius Camillus）主持的军事改革后，军团的“三线阵”已经初步形成。第一线是15个步兵中队青年兵，从年轻人中精选出来，每个青年兵中队前会配属20人的游击步兵（Leves）；第二线是15个中队的成年兵或主力兵（Principes）。每个步兵中队理论上大约有120名士兵和2名军官（一位高阶百夫长和一位低阶百夫长，各自指挥一个百人队的同时由前者统筹指挥中队），而青年兵中队的实力可能稍弱一些。最后的第三线由15个步兵梯队（Ordine）组成，每个梯队分为3个旗队（Vexilla），分别是精锐老兵组成的后备兵（Triarii，仍以重装步兵形式作战）、新兵（Rorarii）和最不可靠的候补兵（Accensi）。每个旗队拥有60名士兵、2名军官和1个旗手。后人对李维的记载存在不少质疑，主要是针对于新兵和候补兵的内容，李维在具体的军团战术中没有提到这两种士兵，却在自己的文本中同时存在后备兵部署在军团最后、后备兵背后部署着新兵和候补兵这两种自相矛盾的说法。李维提到新兵与候补兵都和后备兵一样有最重的装备，但有些别的拉丁文资料提及新兵是轻装的机动部队，即使是李维自己也曾提起新兵在战场上快速奔跑投入战斗的情节。总之，新兵很可能是轻步兵，配属给后备兵作战，就像游击步兵和青年军的配合作战一样，不过这样的理论存在着新兵人数比例过大的问题。候补兵有冗员的意思，学者瓦罗（Varro）认为候补兵更像是军事侍从，而非军团的正规战斗力量。李维提及在公元前340年，候补兵曾作为迷惑手段投入战斗，此外值得注意的是，以罗马军团样式组建起来的拉丁同盟军团在编制内并没有候补兵这一类别。考虑到拉丁战争使得罗马化友为敌，参战的候补兵很可能是作为紧急手段征召的，他们可能平时并不常被投入战场，这也解释了他们的名称由来和战斗力低下的原因，拉丁战争可能是他们仅有的作为正规战斗力被投入会战的例子了。
有趣的是，在步兵中队和最高指挥官之间，并无一个中层的指挥体系，军团没有严格意义上的“军团指挥官”。步兵中队之上的军官仅有6位军事护民官（Tribune），他们直接向军队的指挥官负责。“军团”并不作为一个战斗单位存在，而更像是行政单位。这一以步兵中队和百人队为基干的指挥体系，延续了相当长的时间，直到布匿战争时期，缺乏中层单位的情况才有所改变。
到了波利比乌斯所记载的公元前2世纪中期，罗马军团的组织又有了进一步的改编。每个军团的步兵人数约在4200人，去掉900人的候补兵后，军团步兵人数实际没有太大的变化。第一排青年兵变更为10个120人制的中队，第二排1200名成年兵同理，第三排600名后备兵编组成了10个只有60人的中队。每个步兵中队都下属两个百人队，每个中队有2个旗手。剩下的1200人都是轻步兵（Velites），分别配属给各中队进行行政管理；青年军最年轻，成年军年龄稍大，而后备兵都是老兵，这点跟之前相同。在必要时，军团可以进行额外的超编人员补充，达到5000甚至6000的步兵员额（比如彼得纳会战中），增员数目可能是将青年军和成年军扩充到各1800人，后备兵数目不变，每个中队下属的百人队可能扩充到100人左右。而从装备上来看，后备兵在继续使用长矛的同时，放弃了原先的大圆盾，而换用了与前两列一样的长盾，第一列的青年兵则彻底换用了西班牙短剑。
◎ 波利比乌斯时期的三线阵。
从兵源来说，波利比乌斯时期的罗马军团，放宽了其征召范围，尽管依旧只有有产阶级（Adsidui）需要承担兵役，但征兵的财产限额被放低到了4000阿斯，并仍被划分为5个阶级。每五年一次的兵役注册，能够使共和国比较准确地了解其控制的军事人力资源。当时士兵的服役年龄，在正常情况下是17至46周岁间。波利比乌斯时期的共和国军团数量，随着共和国人力和需求的扩张急剧膨胀。第二次布匿战争时期，共和国长时间维持超过10个军团，并且在巨大的作战伤亡面前，维持着这一规模。
公元前3世纪，缺乏中层指挥的现象也得到了很大的改观。罗马人开始有意识地加强步兵中队之上的战术单位在作战指挥中的价值和地位。公元前210年，在西班牙，罗马人开始以青年兵、成年兵、后备兵各一个中队组成一个步兵大队（Cohort）。这起初是作为应急措施引入的，很可能最早由罗马的意大利同盟发明，但却成为此后数个世纪内罗马军团步兵战术的核心之一。另一个改革，是公元前211年的轻步兵改革。在实验性地以轻步兵和骑兵混合作战，并获得了良好的效果后，罗马军团中轻步兵的地位有所提升，并因此需要一个独立的地位。原先配属在各步兵中队里的轻步兵被抽调出来，通过独立的编组，获得更大的作战灵活性。一般而言，每个步兵大队会拥有120名轻步兵配合作战，但考虑到他们经常被抽调出去独立行动，这些轻步兵可能也是被编组成一个轻步兵中队，并成建制纳入步兵大队中。步兵大队的指挥官被称为高阶百夫长（Pilus Prior），但这一官职到底代表的是大队各下属百人队中的首席百夫长，还是一个等同于“大队指挥官”的独立官职则不得而知。
“步兵大队”时期的军团在中层指挥上的强化，终于也导致了军团作为独立战斗单位的健全，军团指挥官（Legatus）作为一个固定官职出现。当军团需要分离出若干步兵大队以一个独立的集群执行作战任务时，所需的介于军团、大队之间的指挥职能，仍没有固定的指挥官，实战中往往会由一位资格最老的高阶百夫长兼任。
◎ 罗马起初四大军团的徽标。狼、野猪、公牛和骏马是罗马共和国初期的象征，并被用来作为军团鹰旗的徽标。图中1234为城市军团的旗手，5为青年兵步兵中队的中队旗手。
骑兵的组织情况也有所改变，独立的骑兵百人队可能被取消了，骑兵以中队为单位，分散部署到了各军团的编制内，每个军团原则上保有约300人的骑兵，由一位骑兵队长（Praefectus）统一指挥。
对于共和国时期的军团发展，不能不提的是同盟部队的情况。在相当多的史料描述和研究作品中，“同盟部队”都是一个模糊并广泛引起误会的概念。我们又将需要结合罗马共和国的对外征服，来理解不同地区的同盟军在罗马军队中所起到的不同作用和其拥有的不同地位。
首先，共和国时期的罗马军队，最知名的同盟部队是各编组成军团的意大利同盟。
在公元前386年，著名的高卢入侵摧毁了罗马人对于拉丁同盟的控制，罗马人的征服之路，事实上也就从此正式开始。以重新征服拉丁同盟为第一步，直到公元前354年，罗马人才重新掌控了拉丁同盟。从此，拉丁同盟开始按照罗马军团的标准组建军队，以相同的训练、装备和组织提供与罗马军团数目相等的军力，并且接受罗马人的指挥。在公元前340年的反叛和革命后，拉丁同盟内大部分城市获得了等同于罗马的完全公民权，同盟由此废除，取而代之的是一系列和每个城市签订的协定。
拉丁民族的殖民地遍及意大利半岛，然而，其中一部分被称为“Socii Latini Nominis”的拉丁同盟，比其他拉丁城市有着更好的待遇。这些拉丁同盟成员成为罗马的盟友中的骨干部分，李维曾说罗马的所有盟友都是拉丁城市，但后来罗马也从其他意大利城市征召军队，比如在阿斯琴伦会战中，萨宾人（sabini）、翁布里人（Umbri）、伏尔西人（Volsci）、马鲁切尼人（Marrucini）、佩里吉人（Paeligni）、费伦塔尼人（Ferentani）和道尼人（Dauni）等非拉丁势力都加入了罗马的盟友行列对抗皮洛士。一个特例是大希腊的希腊城市，他们在被征服后更多提供海军舰船而非陆军士兵。在与汉尼拔的战争中，塔兰托贵族也被动员过，可能罗马人也利用了著名的塔兰托骑兵作战。另一个特例是布鲁提人（Bruttii），由于布鲁提人一度成为汉尼拔非常重要的兵源，作为惩罚他们在战后被排除出了征召体系。
◎ 公元前2世纪尾声的共和国军团，锁甲已在这一时期成为军团的标准配备。图中1为护民官，2为骑士，34为步兵战士。
波利比乌斯描述过同盟军团的具体情况，一般每个罗马军团出征时都会搭配一个拉丁同盟军团，称为Ala，即翼，理论上一个拉丁同盟军团有着和罗马军团相同的步兵数量和3倍的骑兵数（900人）。因此，当这一时期的史料中提及罗马军团的数量时，真正的军团数量实为两倍，半数即为同盟军团。实战中同盟军队的数目往往多于罗马军队，特雷比亚河会战中参战的罗马人有1.6万人，而同盟人数达到了2万人；公元前180年在西班牙作战的罗马人有2个军团，约1万人上下，同盟军团则有1.5万人总数。同盟军队由同盟军指挥官（Praefecti Sociorum）指挥，每个同盟军团有3名指挥官。此外同盟军团中还有一支精锐部队，“非凡者”（Extraordinarii），占到同盟军团步兵总数的五分之一，骑兵的三分之一。
同盟军团中，每个骑兵中队和步兵中队的兵员，应该都是从同一个城镇或城市征召的。波利比乌斯认为同盟军团原先使用步兵中队编制，后来在第二次布匿战争之前就引入了步兵队这一编制和战术体系，并且影响了罗马军团。步兵队这个编制最早来自于萨莫奈步兵体系，不少同盟国在融入罗马体系前就仿效了这个制度。同盟军团的步兵队规模有460人、500人、600人等不同记载，步兵中队则可能继续作为次一级单位保留下来。同盟军团中同样也有类似军事护民官的职位，每个军团有6位被称为同盟指挥官的军官，是由执政官指定的。
同盟军团的装备情况没有特定的描述，很有可能他们完全罗马化了，不过许多轻型的意大利同盟部队会使用自己传统的方式和装备作战。李维相信，在公元前217年，共和国动员的部队只是罗马军团和拉丁同盟军团本身的正规部队。这可能代表其他同盟部队，尤其是轻装部队仍旧保留自己的作战传统而不够正规，也有可能这些部队需要一个渐进的装备和战法的演进。在普鲁塔克对于彼得纳会战的记录中，佩利吉人和马鲁切尼人似乎都已经和其他罗马和拉丁同盟军团一样成为正规的军团重步兵，不过在此之前他们已经充当了罗马接近150年的盟友了，而且他们这样的变化不代表所有盟友都有这样的改变趋势。拉丁同盟军团和罗马军团一样有自己的轻步兵游击射手，不过相比罗马军团，同盟军团的投射部队比例更小。在特雷比亚河会战中，罗马一共投入了6000名轻步兵，仅其中的4个罗马军团就提供了4000名左右，当然，这也有可能和此前提契诺河战斗中同盟军团的损失有关。
但在意大利地区之外，共和国同样广泛地大量使用外籍辅助部队，这些部队往往就近从战争地区招募。最早出现外籍部队的例子是在第一次布匿战争期间，800名高卢人从迦太基阵营叛逃罗马。大部分北方的高卢部落都对罗马持敌意，但塞诺玛尼人（Cenomani）亲罗马，他们在泰拉蒙会战和特雷比亚河会战中都站在共和国一边。即使在绝大部分暂时友好的凯尔特部落转投汉尼拔时，塞诺玛尼人仍保留了忠诚，坚持服膺于共和国鹰旗之下。同一年，与罗马结盟的马西利亚也有一些高卢骑兵为之服役，并参与了罗讷河附近的战斗。
这些外籍的同盟部队与意大利同盟不同，他们既不采纳罗马军团的组织方式，也不采用罗马式的作战风格，他们中的许多甚至完全是以雇佣军的形式服役的。因此，这些部队的招募和维持要显得灵活很多，视战术需求而定。例如第三次马其顿战争中，在罗马和意大利同盟的骑兵完全无力对抗马其顿骑兵的情况下，罗马的盟友——努米比亚人和色萨利联盟，就分别提供了自己著名的轻骑兵、战象和重骑兵作为支持；在东方的作战中，罗马人则经常在行省内征召投石手、弓箭手作为辅助部队参战，这些独立的轻装部队，则会被临时性地以步兵大队为单位组织起来统一运用。
马略及屋大维时期的军团
在第二次布匿战争结束之后，共和国