沈括认为，天下哪里有供十万军队布阵的方圆十里的平坦之地呢，要是有山丘、溪谷、森林出现在阵地中，又该如何对待呢？这好比九个人包裹在一层皮里，怎么施展得开，怎么能发挥战斗力呢？这一阵法显然不切实际。
于是，沈括提出新的《九军阵法》：九军各自为阵，前后左右分列，各占有利地形，另以驻队向外伸展，也可依地形自成营阵。这样，作战时九军分合自若，秩序井然，分则各成营阵，合则可为一大阵，当中形成“井”字形，四条通路，九营军队“背背相承，面面相向，四头八尾，触处为首”，配合默契，运动灵活。
神宗听后，觉得理由充分，当即下诏颁行沈括详定的《九军阵法》。这一阵法收入沈括的著作《边州阵法》，在枢密院存档。
在兼判军器监任上，沈括除了研究阵法、兵器外，也研究修城筑垒的战守防御技术，编纂成《修城法式条约》一书，记载了当时城防用的敌楼、马面、团敌、女墙等法式。