朱棣统治时期军事组织在武装力量的结构方面经历了四大变化。第一个变化是取消了护卫。第二个变化是把大部分驻在南京的京卫调到北方,并把某些北方的部队提到亲军的地位,这就使驻北京的京卫成为帝国中最大的一支部队。第三个是在京师设营,士兵们通过营定期从地方部队轮换去边境防线服役或进行征战,并在营中操练和受训。第四个大变化包括在长城沿线组织边防的镇;这个措施是永乐帝对付这条边界以北的游牧入侵者的新战略的组成部分。
同时,像建文帝做过的那样,朱棣也感到非削弱其他亲王——都是他的弟兄——的权力不可;许多亲王被指控有罪而遭到清洗,他们的护卫被解散。把军事卫队调往北直隶之举是永乐年间进行的意义最为深远的一项军事改组。在朱元璋统治下,南京的41支卫队合称为京卫;这些部队包括皇帝私人的12支亲军和29支隶属于五个都督府的护卫部队。当朱棣以北京为京师时,他把南京的许多这些护卫部队调到北方。到1420或1421年,北京的卫包括以下三个部分:原属北京都督府的卫;原来的南京京卫;原属诸王的护卫部队。少数已解散的其他部队也从其他省调到北京。京卫的核心是由构成皇帝亲军的22支护卫部队组成。它们包括3支燕山护卫部队、原属北京都指挥使司的16支护卫部队中的7支,以及曾隶属于南京皇帝禁军的12支部队。这22支护卫部队包括159个所;这些部队号称共有190800人(一卫包括1200人),但是实际人数很可能大大低于此数,因为到朱元璋时期末年,各地区的卫大致只有它们足额兵力的5/8。 其他6支部队并入皇帝亲军的部队依然归他直接调遣;其中3支原属前北京都督府,3支由各解散部队的士兵组成。这些部队提供了进行建设工程的大部分士兵。在改组过程中,大批人民搬迁至北京及其周围的地区。至少有435个所,即明朝全部部队的25—30%驻扎在北京地区,其中335个所原从明朝的其他地方迁来。如果采用前面的计算,这些部队的实际总兵力约为25.1万人,但是真正的数字可能略高。另外,许多士兵有家眷。1393年的人口统计数字表明,北京地区有定居人口1926595人。因此,有理由认为15世纪初期北京省(1403年以后之称)的人口很可能大大地超过200万。总之,在1422年以后,长驻在北京的部队形成了首都居民的相当大的一部分,这样就大大地加剧了供养基本上是依附人口的问题。对外战争为了彻底解决大元朝的残余势力,从永乐八年(1410年)开始,朱棣亲自率领明军进行北伐。蒙古势力遭到永乐帝的连续打击后,此后数十年都无法对明朝构成威胁。亲征蒙古失里的知院阿鲁台东至分隔蒙古和满洲的兴安岭,并在一次大战中打败了他。但是,明朝的军队又一次没有能完全地使他屈服。正在这个时候朱棣从大草原撤兵,于8月中旬回到了南京;他宣布取得了胜利。经过几个月的准备之后,第二次蒙古之役在1414年4月开始。朱棣这一次又亲统大军,在西蒙古人向东蒙古迁移时力图集中力量把他们歼灭。明军深入到蒙古,与马哈木的大帐交战于土剌河上游。在接下来的战斗中,明军使用了大炮攻击瓦剌人。虽然明军遭受重大损失,他们仍迫使瓦剌人退却,马哈木率众溃退,兵力锐减。这次战役打了不足五个月,朱棣于8月份凯旋回到北京。他在班师途中想与东蒙古人的阿鲁台会见一面,但阿鲁台假装生病,避而不见。可是,阿鲁台继续进贡了几年。1422年4月朱棣离开北京,亲统大军去讨伐阿鲁台。此时阿鲁台已经占领了张家口之北的兴和要塞,并且降服了屏障明朝东北边境的兀良哈三卫;他计划在长城附近阻止住中队,使之不能靠近他的基地。朱棣却是直趋多伦(在开平卫)附近的阿鲁台的营地,同时派了2万人马进攻兀良哈三卫,终于在7月使之降服。等到明军抵达多伦时,阿鲁台携人马远遁至古。朱棣不想穷追不舍,在9月末返回了北京。[38]1424年,他发起了他的最后的第五次蒙古之役。朱棣对阿鲁台的党羽侵入开平并南下进迫大同作出反应,在北京和宣府集结了大军。4月初,他在视察了军队之后便统率远征部队离京作最后一战。在以后两个月时间内,明军通过土木进抵开平之北,但是又没有能够遇上阿鲁台的大帐。有些将官请求给一个月粮草以便深入敌人领土,但朱棣担心他自己已经过份地深入敌境,就拒绝了这些建议,并撤回了他的军队。1424年8月12日,朱棣病逝于多伦之北的榆木川,留下的蒙古问题和他登极初年一样悬而未决。安南是现今越南的北部,它本是一个受中国文化强烈影响的藩属国家;但它自10世纪以来在上一直是独立的,并且顽强地反对中国的干涉。早期的中国统治者们充分注意到了安南的战略重要意义,曾经想间接通过外交和文化压力来迫使它就范。朱元璋1395年的《祖训录》曾把安南以及占城国和柬埔寨一起都包括进不征之国。朱棣不顾这种祖训,认为安南的内部事件威胁着明朝的安全,于是他想把安南并入明朝的版图。陈 的一个侄儿陈季扩登上了陈氏的王位,他一直未被抓住,因而变成了越南人抗战的领袖。沐晟对他的进攻没有什么进展。明廷想安抚陈季扩和他的支持者,把他封为交趾右布政使;他拒不接受,战事仍在继续。1411年初,张辅再次被派往安南,随带2.4万人。他连胜两仗,夺回了于1408年失陷的义安府城。但是,叛军回避打阵地战,叛乱继续拖延了三年,直到陈季扩在1414年3月30日最后被俘为止。张辅在1415年暂时被召回南京,但又不得不返回交趾以扑灭另外几次叛乱。可是,这时的抵抗很轻微,到了1416年底他和他的大部分中队都被召回国。李彬在1417年2月取代张辅的时候,局势已经恶化了。安南人不满情绪的加剧是由于被派到安南来为建造新都北京而搜集材料的宦官马骐,增加了对安南的税收和木材的要求。1417年末和1418年初发生了几起。叛乱分子聚集在黎利(约1385年—1433年)手下:此人是清化的一名纠纠武夫,曾经追随过陈季扩,现时已自封为王。他在1419年和1420年都和明军打仗,但两次都失利。他于是用游击战继续抗争,并且赢得了乡村人民对他的忠诚,他在乡村中被视为抵抗运动的象征。尽管投入了大量的作战军队和行政支持,中国人发现不可能把叛乱运动下去,安南战争一直消耗着朝廷的财力。在永乐末年明朝也仍然未能镇伏叛乱。这种失败引起了朱棣诸继位者的许多严重问题。1427年,明朝决计撤兵,放弃了22年以来在那里建立交趾布政司的努力。