В 1932 г. И.С. Конев получил возможность снова повысить свою теоретическую подготовку, теперь уже на полноценном курсе Военной академии им. М.В. Фрунзе. В это время в Красной Армии ускоренными темпами осуществлялась техническая реконструкция, которая опиралась на форсированную индустриализацию государства, милитаризацию его экономики, подчинение целям обороны всех социальных программ. В войсках начался переход от смешанной (территориально-кадровой) к кадровой системе комплектования. Соединения и части оснащались новыми системами оружия и военной техники, в том числе 45-мм противотанковой и 76-мм зенитной пушками, дальнобойными и скорострельными 122-мм и 152-мм орудиями, легкими танками Т-18, Т-26, БТ-2 и БТ-5, средними и тяжелыми танками Т-28 и Т-35, танкетками Т-27, плавающими танками Т-37 и Т-38. Авиация получила более совершенные истребители И-5, тяжелые бомбардировщики ТБ-2, легкие бомбардировщики Р-5 (они же самолеты-разведчики), штурмовики ТШ-2.

Одновременно совершенствуется организационная структура войск. В состав стрелковой дивизии впервые включается танковый батальон. Она стала иметь в 2 раза больше пулеметов и в 2,7 раза — орудий и минометов. Стрелковый корпус вместо двух корпусных артиллерийских дивизионов получил два артиллерийских полка, а также отдельный зенитно-артиллерийский дивизион и саперный батальон. В штате кавалерийской дивизии появился танковый полк. Организационное развитие артиллерии осуществлялось в направлении укрупнения ее частей и соединений. В 1930 г. формируется первая механизированная бригада, которая в 1932 г. развертывается в механизированный корпус. Одновременно создается новый род войск — воздушно-десантные войска. В 1933 г. была сформирована авиационно-десантная бригада особого назначения, а в 1936 г. — еще две такие же бригады и три авиадесантных полка особого назначения. В составе Военно-воздушных сил с 1933 г. создаются авиационные корпуса, а в конце 1936 г. — авиационные армии особого назначения (АОН), предназначенные для решения самостоятельных оперативно-стратегических задач. Для прикрытия Москвы, Ленинграда и Баку в 1932 г. были сформированы зенитно-артиллерийские дивизии ПВО, а других крупных городов — бригады и полки ПВО. В 1937 г. эти соединения и части преобразуются соответственно в корпуса и бригады ПВО.

В первой половине 30-х годов на подъеме находилась отечественная военно-теоретическая мысль. Большинство военных исследователей, в том числе И.И. Вацетис (Вациетис), А.М. Вольпе, А.М. Зайончковский, А.И. Корк, А.Н. Лапчинский и Б.М. Шапошников, считали, что будущая война станет мировой, приобретет огромный размах и ряд новых черт как по количеству участвующих в ней людских масс, пространству и продолжительности, так и по экономическим средствам, питающим войну. Они были убеждены, что воевать будут многомиллионные армии, оснащенные самым современным оружием и военной техникой. Военными действиями будут охвачены огромные территории на суше, на море и в воздухе. В войне примет участие весь народ, вся страна, а потому к ней необходимо заблаговременно готовиться в экономическом, военном и моральном отношениях.

В военной теории особое внимание уделялось исследованию проблем, связанных с начальным периодом будущей войны, стратегическим развертыванием, прорывом стратегического фронта обороны и др. Одним из достижений того времени явилась разработка теории глубокого боя и операции, основа которой была заложена в трудах К.Б. Калиновского, В.К. Триандафиллова, М.Н. Тухачевского. Ее сущность заключалась в одновременном подавлении обороны противника совместными ударами артиллерии и авиации на всю глубину, в прорыве ее тактической зоны на избранном направлении с последующим стремительным развитием тактического успеха в оперативный путем ввода в бой (сражение) эшелона развития успеха (танков, мотопехоты, конницы) и высадки воздушных десантов.