尽管陆军一片“扩军”的呼喊声，但张学良还是没同意，一下子把陆军的规模翻上近一倍，开销也会翻上近一倍，太劳民伤财和穷兵黩武了。陆军90万，再加上海空军，差不多100万了，虽然张学良地盘里的人口达到一亿以上，民众和军队的比例仍然符合“百一原则”，但猛然扩增这么多部队，实在太多了；况且，张学良估计起码在五年内北防军不会再参加大规模的战争（日本已经无力大规模侵华，而世界大战爆发于五年后的1939年），因此驳回了杨宇霆的扩军方案。
但杨宇霆和一干陆军将领们不死心，随后又在“四四制扩军方案”的基础上重新制定出“甲种师乙种师方案”。这个方案是：把北防军的61个步兵师分为甲乙两种师，甲种师进行四四制扩军，乙种师保持三三制不变。按照杨宇霆的新方案，原东北军嫡系的40个师都扩建为甲种师，其他的晋绥军、西北军、中央军、鲁军都维持三三制不变。如果这样的话，北防军陆军部队将扩建到130万部队（东北军嫡系部队100万）。为了说服和打动张学良，杨宇霆不厌其烦地反复阐述了北方地区的国防重要性和扩军的必要性，还在他的扩军方案上征集了400多个北防军师长旅长团长营长等将领和军官的签名。
迫于陆军的强烈要求，张学良勉强同意了这个“甲种师乙种师方案”，但进行了修改：扩建为甲种师的部队只能有30个师（占全军一半，毕竟扩40个师确实太多），并且不分嫡系非嫡系，在战争中立下战功的部队才能扩建为甲种师。张学良反复对杨宇霆等一干原出身东北军嫡系的将领强调道：“以后不允许再提到‘嫡系’这个词语，无论是东北军、晋绥军、西北军，还是河北中央军和山东的鲁军，现在都是北防军一员，并且他们在战争中的表现绝不逊色于东北军。我们东北军在战争中出现了一大批叛国汉奸和临阵脱逃的胆小鬼，而人家晋绥军却一个都没有，这难道不值得我们羞愧和学习吗？以后绝不允许在晋绥军、西北军、中央军、鲁军面前表现出嫡系的优越性，我们要真正地跟他们融为一家人。”
将领们连连点头，然后急不可耐地请求张学良赶紧扩军。
折腾了大半天，最后共有31个师被扩建为甲种师，分别是第101、第102、第103、第104、第105、第106、第107、第110、第112、第118、第123、第125、第130师以及第17、第42、第58、第35、第36、第37、第38、第39、第66、第67、第68、第69、第70、第4、第10、第21、第22、第74师。之所以多出了一个，是因为海军要求把第123师从陆军里划拨给海军，建立第一个正式的海军陆战队。原先的东北海军是有类似于海军陆战队的部队的，被称为岸防作战部队，共3个大队，通过这场战争，海军更加地认识到建立海军的陆战部队是非常重要的，因为敌方的强大海军可以任意地在中国海岸线上登陆，既然无法在海上歼灭敌方海军，那建立用于岸防作战和两栖作战的部队就是刻不容缓了。陈绍宽和沈鸿烈都强烈要求建立海军陆战队。第123师在营口战役里表现出色，因此被海军看上了，成为中国海军第一个正式的海军陆战队，原先东北海军的那3个岸防大队也都补充进了第123师里，并且由于海军只有1个海军陆战师，自然希望规模大一点，肯定是要甲种师而不是乙种师，再加上第123师本来就战功卓越，被扩编为甲种师也是顺理成章。但海军从陆军的30个甲种师里挖走了一个后，陆军立刻闹起了意见，因此额外要求张学良再给陆军增加一个甲种师，补齐30个，张学良最后也只得同意，所以甲种师变成了31个，陆军30个，海军1个。
经过最终确定，北防军的陆军主力共60个步兵师，分为30个甲种师（每个师2.5万兵力，总兵力75万）和30个乙种师（每个师1.3万兵力，总兵力40万）。
张学良的北方拥有全中国90%以上的重工业和90%以上的军工业，再加上与德国的全面合作和扩建，使得张学良的重工业和军工业的规模都大大超过日本，雄踞亚洲第一、全球第四（仅次于美国、苏联、英国，超过法国和意大利），因此给陆军部队进一步普及现代化武器也是这场整军经武里的重要项目。根据杨宇霆等人制定的计划，北防军每个师的具体编制和火力装备为：
每个步兵师下辖4个步兵团，师部直属1个卫队营、1个炮兵营、1个骑兵营、1个工兵营、1个防空营、1个辎重运输营、1个辎重管理营、1个军械军车维修营、1个侦察营、1个通讯连、1个狙击连、1个以上的野战医院，总计13000人/25000人（乙种师/甲种师）；
每个步兵团下辖3个/4个步兵营，团部直属1个卫队连、1个炮兵营、1个工兵营、1个通讯排、1个野战医院，共计2600人/5000人（乙种师/甲种师）；
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