随着馬其頓國力的日益增強，尤其是随着腓力二世的上位，希臘軍事史開啟了一個全新的時代。腓力二世不僅在軍事組織、戰略戰術上擁有傑出的才能，而且還是在希臘赢得霸權統治地位的第一位國王，盡管他并未建立一個全希臘地區的中央集權國家，但卻通過各方協定確定自己能全面調用希臘各國的軍事資源。在腓力二世及其子、繼任者亞曆山大的統治下，戰争的規模達到了曆史新高：軍隊規模越發龐大，兵種也更加細化，希臘和馬其頓的士兵們在整個地中海東部地區作戰，當時幾乎人人參戰，普通市民即是戰士。
腓力二世在公元前359年—前336年間擔任巴爾幹半島國家馬其頓的國王，在位期間對馬其頓的軍務進行了全面改革，最重要的是把多兵種混合成了一支完整的作戰部隊，同時，他還重新為步兵方陣配備了武器：戰士們當時手持的是薩利沙長矛，這種矛的長度為4.5—5.4米，重達6千克，前後兩端都裝有金屬的矛頭，矛柄大部分都是由堅硬的山萊英木制成的。由于薩利沙長矛必須用雙手才能握住，是以步兵都會把小圓盾挂在脖子上以便防身。在利用這種長矛進行作戰時，對戰士間的配合度及其對軍紀的服從度都提出了極高的要求：每個人都必須完成自己的使命，隻有這樣才能讓整個隊形發揮其最大的威力。而且這些武器裝備都是由國王下令配備的，就算來自貧下階層的士兵也能加入這樣的方陣。
擁有如此武器配置的馬其頓步兵方陣在和傳統重裝備步兵方陣軍隊作戰時，憑借其令人心驚膽戰、超出一般長度的長矛，能在兩軍正面交鋒時有力地擊潰敵軍；但其機動性較差，且方陣兩翼是其軟肋，非常容易遭受攻擊。是以，馬其頓方陣在作戰中需要依靠輕裝步兵或騎兵的保護。這些兵種的士兵都是從馬其頓地區有義務服兵役的農民中招募來的，他們被稱作夥友步兵，也就是步行的夥伴。其中較優秀的步兵會被選拔出來組成持盾衛隊，這是最優秀的戰士組成的精銳部隊，一般被分成三支隊伍：國王本人如果要參加步兵作戰，就會加入阿格瑪，也就是第一支、同時也是出身最高貴的隊伍中。另外還有一些夥友步兵的戰士會被挑選出來組成國王的護衛隊及另外一支精銳部隊。
腓力二世在位期間，高強度的大型戰役幾乎從未間斷過，這也使得其麾下戰士幾乎全都成了職業軍人：他們接受了相應的軍事訓練和演習，按照腓力二世國王的要求，這些戰士的體能也得到了大幅提升，以便能在長途行軍過程中背負武器及攜帶自己需要的幹糧，同時，為了盡可能加快行軍速度，還嚴格控制隊伍中的手推車數量。事實上，腓力二世的軍隊确實是當時機動能力最強的，與同時代其餘國家的軍隊相比，其行軍速度要快上許多。
與其他希臘國家不同的是（可能除色薩利之外），馬其頓還擁有一支大型的騎兵隊伍。這麼一來，腓力二世就能把那些原本努力試圖擺脫國王掌控的馬其頓貴族納為己用，比如授予他們軍職或接納其成為禁衛騎兵。這些禁衛騎兵又被稱作夥友騎兵，以此突顯其與國王之間的緊密關系。馬其頓國内的自然條件以及騎兵隊成員享有的社會地位等各方面因素均為騎兵軍團提供了良好的發展基礎，腓力二世将其打造成了一支獨立的戰鬥隊伍，除了護衛步兵方陣的兩翼以及追蹤戰敗的敵人之外，他們在腓力國王的戰略規劃中還起着舉足輕重的作用。比如在公元前338年的喀羅尼亞大戰中，擔任聯軍騎兵左翼總指揮的腓力二世之子亞曆山大正是将騎兵組成楔形戰鬥隊，才擊潰了雅典和忒拜組成的希臘聯軍，赢下這場艱難的戰役，最終幫助其父獲得了希臘地區的統治權，希臘各地城邦也由此失去了其完整的政治主動權。馬其頓騎兵的防禦裝備有頭盔、護心馬甲、護腰和靴子，有時還會穿皮質胫甲，不過不會随身攜帶盾牌。他們最重要的攻擊武器是薩利沙長矛，不過這種長矛要比步兵的短一些。同時，騎兵還需要接受一系列的練習，學會不踩馬镫也能跨上戰馬，組成特定陣形前行，追擊敵人并揮舞長矛将其擊斃。可見，腓力二世應該對麾下騎兵也進行了和步兵一樣超乎尋常的高強度訓練。
此外，為了更好地利用新的軍事技術，腓力二世還在軍隊中設立了專門的工程部門，該部門擁有完整的機械倉庫。從公元前4世紀開始，弩炮在戰場上以及在圍攻城池時都是非常有效的攻擊性武器，無論是防守還是攻擊都會用到弩炮。不同攻城武器的出現提高了攻下堅固城池的可能性。
腓力二世能在希臘戰場所向披靡，其政治上傑出、果敢的上司能力是根本基礎。他成功地在馬其頓确立了自身衆望所歸的統治地位，籠絡貴族為其所用，采用不同手段将外部敵人中立化或将他們納入自己的統治之下。這麼一來，他便擁有了充分調用境内所有自然、經濟和人力資源的能力，而馬其頓境内的這些資源本就比其餘希臘城邦更豐厚：馬其頓的國土下藏着金礦，肥沃的平原最适宜養馬，境内人口數量也遠超其餘希臘國家。除了軍事改革之外，這些有利條件也是腓力二世及其繼任者亞曆山大能戰無不勝的根本原因之一。
亞曆山大大帝迄今為止都一直是年少成名、所向披靡和雄才大略的英雄化身。他憑借前無古人、攻無不克的大規模軍事行動——也就是所謂的亞曆山大東征（公元前334年—前323年）——為自己赢得了如此身後美名。這雖然是一場徹底的侵略戰，但卻被鼓吹成試圖解放小亞細亞希臘城邦的複仇戰，矛頭直指其長期以來的勁敵——波斯。自馬其頓開始統治希臘，亞曆山大自然成了腓力二世之後希臘地區利益的代言人。在這場規模宏大的東征戰中，亞曆山大率領旗下軍隊在短短幾年間便橫掃千軍，占領了從故土馬其頓到如今巴基斯坦的大片地區，擊潰了龐大的波斯帝國，征服了不同文化和地區的民族，在大型戰役中保持不敗，被譽為太陽神阿蒙之子。不過與這位假想的父親相比，其生身父親為亞曆山大奠定的基礎在助其赢得這場直達中亞的東征戰中當然提供了更大的幫助——雖然神授光環有時也會帶來心理上的優勢。但無論如何，腓力二世都把自己在位時組建起來的、當時最訓練有素的軍隊留給了兒子亞曆山大。
公元前334年，亞曆山大率領軍隊越過了希裡帕——總計12000名馬其頓步兵，7000名希臘聯軍步兵和5000名雇傭軍。此外還有來自巴爾幹其餘獨立鄰國的軍隊，包括7000名步兵和1000名弓箭手，另外還有一支從公元前336年開始便在小亞細亞西部做偵察準備工作的先頭部隊，人數約為10000。可見，當時亞曆山大大帝率領的軍隊中步兵人數總計超過了40000人，騎兵隊人數也超過了5000人。按照史學家狄奧多羅斯的說法，這支騎兵中，有1800人來自馬其頓，1800人來自色薩利，600人來自希臘聯軍，還有主要負責偵察工作的約900人來自周邊的巴爾幹國家。
我們對這支軍隊的戰略組成隻是粗略地了解。馬其頓的夥友騎兵在東征開始時被分為8個騎兵中隊，每隊約200人，這些騎兵應該是從馬其頓的不同地區招募而來，其中最重要的是近衛騎兵中隊，國王本人也會加入這支隊伍作戰。直到公元前330年菲羅塔斯被處死之前，夥友騎兵都是由他上司的，不過在他之後便沒有固定的指揮官了。夥友步兵被分成6個團，每個團有1500人，馬其頓的步兵團應該也是按照地區招募的。此外還有3000名持盾衛兵。非馬其頓的軍隊按照民族進行編隊，同時擁有特定的武器裝備，但每一支隊伍的指揮官必須為馬其頓人。可見，亞曆山大國王統帥的這支隊伍人數龐雜，異常混雜不均，非常難以上司，但盡管如此，這位統帥還是能成功地根據每支隊伍的特長加以利用。
這場東征戰對希臘地區而言是一場無比宏大的戰争，但鑒于波斯帝國的龐大，出征的隊伍雖然浩浩蕩蕩，但戰鬥人數也隻是與對手旗鼓相當，隊伍裡的每個人都對這場戰争有着自己的期待和幻想，誰都難以預料東征最後的結局會是什麼，每個人能得到什麼。普通戰士們想要獲得戰利品和酬勞，在冒險中赢得聲名，有可能當他們被征召進入這支幾乎戰無不勝的隊伍時，心裡還充滿了驕傲和自豪，要是他們骁勇善戰，赢下戰役的話，還能得到晉升、獲得表彰，凱旋回國之後，作為其為國效力的獎勵，這些戰士能在馬其頓或别的地方享有穩定的收入。軍官們則一個個希望加官晉爵，職位越高，他們得到的戰利品便越多，而對他們來說，獲得名譽和榮譽稱号更是尤為重要的。對年輕的國王而言，最重要的是他能調用這支和腓力二世國王一起奮戰多年、戰鬥經驗豐富的軍團。亞曆山大自己受過嚴格的軍事訓練，是一位有魄力的戰略家，正是由于其大無畏的精神——但有些曆史學家有時會強調這是種愚勇——他才能一再鼓動臣民支援他的行為。不過在戰事方面，軍隊的組織工作和上下級之間順暢的溝通能力又是他能戰無不勝的另一要素——這全靠他從腓力二世手上繼承的這支經驗豐富、頗具才幹的老兵隊伍。
亞曆山大作為軍隊統帥的才能在公元前331年兩河流域的高加米拉會戰中得到了充分展現，在這場關鍵性的戰役中，他繼公元前333年的伊蘇斯戰役之後，第二次擊敗了自己的勁敵——波斯國王大流士三世。當時波斯軍隊在人數上占有絕對優勢，還調用了令人膽戰心驚的大鐮刀戰車和讓人瞠目結舌的戰象，為了防止對方發動快速的騎兵攻擊，波斯人還事先在平坦的戰場上設了木樁和套索。針對這些手段，亞曆山大制定了非常詳盡的作戰計劃。他在隊伍中央安排了10000名夥友步兵，也就是重裝備步兵，其左翼則是希臘聯軍的騎兵隊。這種作戰安排最初并不是為了屠戮對手，而是為了開展防禦戰，有可能的話再對波斯軍隊的右翼開展進攻。方陣的右側是持盾衛兵，随後是馬其頓夥友騎兵隊，他們的任務是在亞曆山大的指揮下襲擊波斯隊伍中央位置的主力軍。為了避免左右兩翼遭到對手的迂回包抄，這兩處戰鬥隊形的最後還安排了由重裝備步兵和騎兵混合組成的特定隊伍，其目的便是攔截波斯騎兵對兩翼進行的攻擊。
亞曆山大在此戰中最具創意的作戰計劃便是保留了一支由希臘人和蠻族人組成的後備軍，他們位于戰鬥隊形的最後方，轉身便可以阻止敵方軍隊從背後襲擊己方隊伍。亞曆山大的隊伍最前方是輕裝備步兵——即弓箭手、投石手和标槍手，他們最重要的任務是防止大鐮刀戰車攪入戰鬥，同時擾亂波斯軍隊的隊形。戰鬥伊始，亞曆山大便率領自己的近衛騎兵在右翼打頭陣，迅速把波斯軍隊左翼的大部分戰力吸引到了外側，而這支脫離隊形的波斯軍隊便和早已安排好的聯軍軍團陷入了混戰，波斯軍隊的中心位置出現了漏洞。而此時，亞曆山大立即率軍迂回繞過那些人為設定的障礙物，果斷地轉身直擊波斯軍隊的空缺處，他的目标便是大流士三世及其主力軍。在此過程中，還有一些從馬其頓軍隊中央陣營沖上來的夥友步兵掩護亞曆山大的騎兵隊。亞力山大身先士卒的快速進擊讓對手的精銳隊伍陷入了混亂，盡管波斯軍團兩翼陣營的騎兵和步兵隊伍尚未被擊敗，甚至有幾次還打進了馬其頓陣營中，但大流士三世見機不妙，馬上自顧自地逃跑了。主帥的潰逃是決定性的轉折：波斯人屈服了，亞曆山大獲得了巨大的勝利，盡管他并未實作此戰的直接目的，即抓住波斯國王——因為他早就消失在了美索不達米亞的廣闊疆域上。此後，亞曆山大成了亞洲之王。
亞曆山大能在此戰中一舉得勝，憑借的是對對手的正确認識、一份明确且很可能早已告知各級下屬的作戰計劃和抓住正确時機展開勇猛的攻擊、對細節的掌控以及針對大鐮刀戰車采取恰當的措施——面對這樣的戰車，要是不能毫發無損地脫逃，就會被它碾成粉末。在戰場上最大的困難便是掌控全局并下達指令——尤其是對像亞曆山大這樣禦駕親征、對戰事起着決定性影響的人而言。可能當時軍隊中設立了傳令騎兵，或人們能通過鼓聲或别的什麼信号來傳遞消息。不過身處騷亂和焦慮時，很可能會出現指令無法傳達到相關人員的情況。是以，對亞曆山大而言，最重要的是那些配合默契且在緊急情況下能開展獨立行動的戰士和指揮官，他們能根據不同戰況服從國王本人下達的、明确無誤的指令。而亞曆山大學人則在處理所有其餘複雜問題上，包括此類軍事冒險行為的前期準備和後期執行計劃等方面，展現了其個人的傑出能力。
正是鑒于包括此次戰役在内的多場大戰上的凱旋經驗，亞曆山大麾下軍隊一般都能很好地接受其制定的計劃和安排，盡管戰事頻繁，但他們的鬥志依舊高昂。這些戰士信賴自己的國王，覺得自己和他息息相關，能自發服從國王的指令。對普通馬其頓士兵而言，君王并不是高不可攀的；他們的國王能體諒子民的辛勞，有時還會刻意地放低姿态試圖接近臣民并強調使命的集體價值。不過盡管如此，當時還是爆發過幾次兵變，其原因一方面是東征持續時間過長：大部分士兵都急切地渴望早日回家，但亞曆山大卻仍試圖繼續遠征，在那樣的情況下，國王的追求對他們而言已經失去了吸引力。公元前326年，也就是東征的第八個年頭，在行軍到印度河時，亞曆山大被迫停止東征并撤軍傳回。
公元前324年，部分士兵在美索不達米亞的奧丕斯發動了兵變，此次叛亂的原因是亞曆山大釋放了衆多老兵回家，并慷慨地向其發放了衆多物資——但更深層次的原因是亞曆山大當時不斷推動波斯人融入自己的軍隊，以及采取友善對待波斯人的政策。這些措施都讓那些自我感覺在文化上高人一等的馬其頓人心理上無法接受。印度河的兵變最後得到了和平解決。從根本上來說，是因為亞曆山大的妥協讓步才得到解決的，但在對待奧丕斯兵變的時候，他采取的卻是強硬的手段，他調派深得自己信賴的護衛軍捉住了為首鬧事者并将他們全都處死，緊接着，在向其餘兵将發表了一番指責的言論，并進行了一場浩大且激情洋溢的安撫活動之後，繼續推行自己的原定計劃。除了維持軍紀之外，他還舉行了盛大的表彰活動，把大量武器獎勵給部下；在公開表彰或授予桂冠的同時，他也做出了一系列處罰措施，或放逐，或降職，或實施體罰，甚至是處死。
對亞曆山大而言，讓非馬其頓以及非希臘民族融入自己麾下的隊伍是一件非常必要的事。為了統治自己占領的龐大地域，他需要在這些新的行省安排大量軍隊，而另一方面，亞曆山大國王還需要新的戰士來替代那些犧牲、受傷或生病的戰士。此外，當時還有一些戰士出于某些理由被逐出了軍隊，他們的職位同樣需要有人接替。但馬其頓人或雇傭軍并不能填補所有的空缺，是以就非常有必要招募當地人加入隊伍。自公元前330年開始，這項舉動就尤為必要了，因為随着戰事逐漸向波斯帝國的東部行省轉移，戰鬥的方式也有了改變。
原先雙方交戰時爆發的都是大型戰役或是曠日持久的圍攻戰。但随着波斯王朝的崩塌，除了公元前326年對陣印度國王波拉斯、對抗大群戰象的海達斯佩斯河大會戰之外，發生在巴克特裡亞和索格地亞納這兩個行省（也就是如今的土庫曼斯坦、烏茲别克斯坦和阿富汗地區）的戰鬥都是小型的會戰，包括攻克防禦工事、艱難的山地行軍、快速突襲以及轉移軍隊。在這種情況下，高度的靈活機動性以及輕裝備才是必需的，是以就需要接納伊朗騎兵及其獨有的戰鬥裝備加入原本的騎兵隊，這樣才能擴充戰力并在戰略戰術上更好地适應新戰況。原本的騎兵中隊被8個新的騎兵團所替代，人數上也得到了擴充（每個新騎兵團約為300人），除了馬其頓騎兵之外，隊伍裡還新增了來自東方國家的騎兵。
當然，亞曆山大的遠征軍裡并不隻有這些能征善戰的士兵，我們知道亞曆山大的隊伍裡還有辎重隊——這樣的隊伍組成在希臘城邦的軍隊中是非常少見的，辎重隊的任務是為戰士們提供各項服務——同行的有醫生、馬夫、祭師和商人，文書和攻城隊伍也是必需的，此外還有軍妓和占蔔師。盡管和其父腓力二世一樣，亞曆山大也試圖盡可能縮減随行隊伍，比如控制每支隊伍中的仆從人數，但他也必須同時確定必需的後勤供給。我們必須考慮到這是一場需要長途跋涉、一直深入到中東地區的遠征，如何保障這支隊伍的食物、武器、衣物、木材以及其餘物資的補給無疑是一個巨大的挑戰。
當然，要在遠征途中随軍攜帶所有的必需物資是不可能的。軍隊所需物資主要來自他們途經的國家和地區，很多時候這都是有效的補給來源，但一旦來到貧瘠或者寸草不生的幹旱地區，比如格德羅西亞沙漠（位于如今的伊朗南部和巴基斯坦西南部交界處），就不得不改變相應的補給政策并提前做好各方面的準備措施了：先頭部隊必須先行建好糧倉，事先和護糧隊伍定好接應點，或者和當地居民簽訂相應的協定。盡管如此，這場沙漠遠征還是給馬其頓帶來了巨大的災難：由于亞曆山大低估了格德羅西亞地區的貧瘠，沒有攜帶足夠的物資，導緻幾千名士兵是以喪命。盡管亞曆山大有能力排除遠征途中的其餘種種困難，不過大自然可不會向這位“英雄國王”屈服。