原东北军：第101至第140步兵师、第1至第5骑兵旅、独立第1至第10重炮团、卫队团，共40个步兵师、5个骑兵旅、10个独立重炮团、1个卫队团；
原晋绥军：第65至第70步兵师、第10至第12骑兵旅、独立第11至独立第16炮兵团，共6个步兵师、3个骑兵旅、6个独立炮兵团；
原西北军：第33至第40步兵师、第6至第9骑兵旅，共8个步兵师、4个骑兵旅；
杨虎城部（小西北军）：第17师、第42师、第58师，共3个步兵师；
卫立煌部（河北中央军）：第4师、第10师、第83师，共3个步兵师；
张治中部（山东鲁军）：第20师、第21师、第22师、第74师，共4个步兵师；
新疆军：盛世才部新编第7师、张培元部新编第8师、马仲英部新编第36师，共3个师；
马家军：马步青部第1骑兵师、马步芳部新编第9师以及第100师、马鸿宾部新编第22师、马鸿逵部第64师，共5个师；
蒙古军：收复蒙古后新建第2骑兵师、第3骑兵师，共2个师；
截止1934年底，北防军共拥有74个师、12个骑兵旅、16个独立重炮团/炮兵团。
其中，有31个师被扩编为甲种师（每个师有2.5万兵力），分别是：第101、第102、第103、第104、第105、第106、第107、第110、第112、第118、第123、第125、第130、第17、第42、第58、第35、第36、第37、第38、第65、第66、第67、第68、第69、第70、第4、第10、第21、第22、第74师；其中又有6个甲种师得到进一步火力加强，分别是第101、第105、第106、第107、第123、第74师，原属晋绥军的独立第11、第12、第13、第14、第15、第16炮兵团被分别划归给这6个师，成为这6个甲种师的师属炮兵团；
北防军每个步兵师辖4个团，甲种师的每个团辖4个步兵营，乙种师的每个团辖3个步兵营，
北防军每个骑兵旅辖3个骑兵团，每个骑兵团辖3个骑兵营；
北防军每个骑兵师辖4个骑兵团，每个骑兵团辖3个骑兵营；
甲种师每个师2.5万兵力，乙种师每个师1.3万兵力，骑兵旅每个旅5000兵力；
第123师被划归给海军（包括原先划归给该师的独立第16炮兵团），成为海军的海军陆战师；
新编第7师、新编第8师、新编第9师、新编第22师、新编第36师是步骑兵混合的乙种师，每个师下辖2个新编步兵团和2个新编骑兵团；
第1骑兵师、第2骑兵师、第3骑兵师为骑兵乙种师，每个师下辖4个骑兵团；
北防军的74个师，包括30个甲种步兵师、35个乙种步兵师、5个步骑兵混合乙种师、3个骑兵乙种师、1个海军陆战甲种师；
北防军陆军的炮兵部队包括独立第1至独立第10重炮团、独立第11至第16炮兵团；
北防军空军包括：
第1航空联队（战斗机联队），下辖第1、第2、第3战斗机大队；
第2航空联队（战斗机联队），下辖第4、第5、第6战斗机大队；
第3航空联队（轰炸机联队），下辖第7、第8、第9轰炸机大队；
第4航空联队（轰炸机联队），下辖第10、第11、第12轰炸机大队；
第5航空联队（运输机联队），下辖第13、第14、第15运输机大队；
每个航空大队下辖3个航空中队，每个航空中队下辖3个航空分队；战斗机航空队完全由战斗机组成，轰炸机航空队由轰炸机和护航战斗机组成；运输机航空队由运输机和护航战斗机组成；按照预定计划，每个航空联队约400架飞机，建设完成后的北防军空军将有2000架飞机；空军新建立30个独立防空营，组建为防空兵部队，防空部队总兵力1.5万；空军陆续新建立10个独立伞兵团，编为3个独立空降师和1个伞兵突击团，形成整个空降兵部队。
海军方面包括：
水面舰队：第1舰队（北海舰队）、第2舰队（东海舰队）、第3舰队（南海舰队）；
潜艇部队：预计建立12个潜艇中队，包括7个战斗潜艇中队、2个布雷潜艇中队、2个运输潜艇中队、1个突袭潜艇中队；
海军航空兵部队：暂时先建立3个航空大队，辖10个航空中队，包括6个鱼雷攻击机中队、2个战斗机中队、2个运输机中队，总计拥有各型飞机400余架；
海军陆战队：由原东北海军岸防第1、第2、第3大队以及陆军第123师和一个陆军炮兵团、海军岸防炮兵团混合建立成，规格为一个加强甲种师，全师总兵力2.8万，下辖4个海军陆战团和其他师部直属部队，师部同时也是海军陆战队司令部。
截止1934年底，北防军的分布和编制：
【驻沈阳且直属于北防军总司令部的部队】
张学良卫队团（第1卫队营、第2卫队营、第3卫队营，总兵力5000余）
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