阎锡山在不断扩充军队数量的同时，为提高其部队的素质并增强部队的战斗力，还在培养军事干部和发展军事工业方面苦心经营，做了不懈的努力。太原兵工厂的厂史表明，早在二十世纪二十年代，阎锡山就已经敏锐地认识到军事现代化的必要性，并决定自制其需要的武器。
阎锡山的留日经历使他深刻体会到武器在增强军队战斗力中的重要作用。民国时期的中国，各军阀的武器大部分都是进口，对外依赖性很强。山西地理位置偏僻，地处内陆，四周高山围绕，对外交通不便较为封闭。
1912年9月孙中山巡晋，当他了解了山西的资源优势后，很有远见地提出，“在山西设一个炼钢厂，制造最新武器，发展独立的军事工业，以供全国扩张武备之用。”这对后来山西经济的发展起到了很好的指导作用，炼钢厂、兵工厂、大型煤矿都相继建立起来。阎锡山执掌山西军政大权后，为了巩固统治重整军备，从1917年开始便下决心建立自己的军火制造业。
一、筹集大量资金，用以支持军政费用
阎锡山自掌握山西军政大权后，在政治、经济、军事、文化等方面采取了一系列措施，以巩固自己的统治，而这一切都需要相应的财力作支撑。但当时山西的财政极贫极弱。为解决这一根本性问题，阎锡山先后设立大汉银行、山西官钱局、晋胜银行、铜元局和机械局等。
1918年，铜元局的设立为山西军事工业的发展奠定了物质基础。1919年山西省银行正式成立，真正意义上的晋钞开始产生。阎锡山成立山西省银行的目的，是为了筹集大量的资金，用以支持军政费用和发展自己的经济实力，他不断设立分行、经营地产、投资工业等。
由于有省政权和省财政做后盾，山西省银行很快就为阎锡山蓄积了充足的经济力量；猛增的省库收入，使山西军政支出的紧张局面得到根本好转。同时，官僚资本企业也不断涌现，至1930年山西省实有企业21家，阎锡山个人也办了不少私人企业。
抗战前任山西财政财政厅厅长的仇曾诒在回忆录中说：“自一九一三年起……在支出方面，以陆军费为最多，内务费次之，司法、财政各费又次之，其余为教育、农商费等”。
阎锡山绞尽脑汁地筹措资金，使其更有资力进行扩军和扩大军火生产规模。中原大战后，冯玉祥西北军全部瓦解的重要原因，就是缺乏强有力的经济支持，而晋系集团之所以能长期雄踞三晋，其根本原因是它经济上尤以能源、交通等可以长期支撑政治、军事、文化的发展。中原大战前山西的工业建设主要集中在军事工业方面。
二、军事工业，逐步壮大
辛亥革命之前的山西只有一个以修理枪械为主，兼造初级火器的山西机器局。自从阎锡山将军政大权掌握在手中后，修械所随着阎锡山的重视与晋军的不断扩充迅速发展起来。
当时汉阳兵工厂、沈阳兵工厂已颇具规模。1920年初将修械所与铜元局合二为一后，阎锡山的军事工业实现了初具雏形，随后命名为“山西军人工业实习厂”，几年的时间就实现了质的飞跃，发展迅猛。下辖可以仿造飞机的飞机厂，同时大力兴建育才炼铁厂和育才机器厂，特地为其军火工业提供原材料和基础设备，山西火药厂于同年成立。
至此，晋绥军的军事工业规模系统大体已齐全，职工增加到一万一千余人，设备增至两千三百部，月产火炮十余门、冲锋枪九百支、机关枪三十挺、炸弹三万余发。
经过不断的发展，阎锡山的军事工业在产品种类和产品数量上都有了很大增加，技术水平也有了明显的进步和发展。
从1928年至1930年中原大战之前，太原兵工厂的月产量为：轻重炮35门，迫击炮100门，步枪3000支，机枪15挺，冲锋枪900支，炮弹1.5万发，迫击炮弹9000发，子弹420万发。
由此发现晋绥军的武器装备人均配备在诸军阀派系中是出类拔萃的，其军火源源不断得到补充。凭借这些先进的武器装备，晋绥军的兵力迅猛发展，部分军阀也纷纷前来采购武器。
民国史上有三大兵工厂，它们分别是太原兵工厂、沈阳兵工厂与汉阳兵工厂。太原兵工厂虽然建厂最晚，但是无论在现代化程度还是规模上都是佼佼者，它的领先水平一直持续到新中国成立前夕。
可以说阎锡山之所以叱咤风云、一呼百应，令蒋介石等畏惧三分，皆是因为有雄厚的军事工业做有力的保障。曾经与之并驾齐驱的大小军阀及实力派，有的耀武扬威一时即稍纵即逝，有的被蒋介石收入麾下，当中致命的原因是缺乏独立的军工体系。
阎锡山从1917年到1927年经过几次扩军，其晋绥军的数量已达到十五万。为保证部队枪弹等物资的供给，他进一步扩大军事事业，1927年将“山西军人工艺实习厂”改为“太原兵工厂”，到1930年中原大战爆发前为止的四年中，可以说是阎锡山军事工业发展的极盛时期。