1901年11月，李鸿章病逝后，袁世凯从山东巡抚到保定任直隶总督兼北洋大臣。根据《辛丑条约 》的有关规定，天津城20里范围内不允许有中国军队驻扎和练兵，因此天津小站大批的练兵教官和学员就来到保定。为继续培养所需的各级军官，在没有校舍的情况下，袁世凯决定先占用直隶总督署西侧的部分房屋和租用部分民房，作为临时校舍，待清廷准奏后再建新校舍。1902年5月开办了第一所军事学堂——“北洋行营将弁学堂”，随后又开办了陆军参谋学堂、测绘学堂、练官营等。为进一步培养大批正规化的各级军官，1903年2月22日，袁世凯上书清政府提出开办陆军小学堂、中学堂、大学堂，进行系统的军事教育计划及试办章程。清廷当即准奏，随后在保定城东郊择地限期营造新校舍。
校址选在一座关帝庙的旧址上，原关帝庙有殿宇百间，寺田千亩。光绪二十六年（公元1900年）十月，八国联军侵占北京、天津后，英、法、德、意四国联军又兵分两路攻陷直隶省会保定，这座关帝庙也被侵略军夷为废墟。校园就是利用原庙址并征购民田1000余亩，花费白银22.3万两，建造大小房屋共计573间，名曰“北洋陆军速成武备学堂”。军校由校本部、分校、大操场、靶场四部分组成，东西长两公里多，南北宽一公里有余，总占地3000余亩。
1906年，北洋陆军部陆军速成学堂、陆军军官学堂、陆军预备大学堂等也先后在这里开办，学堂总办（校长）先后由雷震春、冯国璋、段祺瑞等人担任。共培养出毕业生3000多人。
1912年，袁世凯窃取民国大总统后，把陆军预备大学堂搬到北京开办，遂更名为“陆军大学”，又于同年10月利用保定这所校址，开办保定陆军军官学校。保定军校设步兵、骑兵、炮兵、工兵、辎重兵五科。课程分学科、术科、外文科三大类，其教学方法基本上参照日本陆军士官学校的学制规程。历任校长有赵理泰、蒋方震，曲同丰、王汝贤、杨祖德、贾德耀、张鸿绪、孙树林。8名校长当中除赵理泰、张鸿绪、王汝贤3人外，其他5人均是日本陆军士官学校留学的毕业生。在前几所军事学堂里，有部分军事教官聘请的是日本人，1912年开办的这所军校就未再聘请日本人教习，但大多数教官都是在日本陆军士官学校留过学的毕业生。保定军校就是一所相当于日本陆军士官学校的军事学校，即军官养成教育。其学生来源于全国各省的陆军小学，经北京、武昌、南京、西安4所陆军中学堂毕业后，再择优录取到保定军校学习。自1912年10月正式开办，至1923年8月停办，保定军校共办9期，毕业生6500余人。许多保定军校生后来在黄埔军校当了教官。他们为国共两党合作、为培养中国现代的大批军事领导人才作出了重要贡献。后来就有了“北保定南黄埔”之誉。
从北洋行营将弁学堂算起，这里共培养出了一万多名军事领导人才，仅后来成为将军的就有1600多名，是名副其实的将军的摇篮。其中著名的有熊秉琦、吴佩孚、齐燮元、孙岳、李景林、王都庆、孙传芳、王承斌、蒋介石、张群、杨杰、陈调元、李济深、商震、季方、叶挺、赵博生、董振堂、边章五、季振同、张克侠、邓演达、蒋光鼐、陈铭枢、熊式辉、陈宝仓、黄绍、黄琪翔、张治中、傅作义、何基沣、余汉谋、刘文辉、陶峙岳、唐生智、郝梦龄、乔明礼、罗卓英、周至柔、秦德纯、顾祝同、陈诚、白崇禧、钱大钧、刘峙、上官云相、薛岳、陶钧、胡宗铎等等。保定军校因为培养出了这些在中国近现代史上叱咤风云的人物而蜚声国内外。
1993年6月成立了保定军校纪念馆筹建处，1995年又在军校遗址上建成了仿原军校建筑风格的纪念馆第一期工程，2002年，扩建为12亩，修复了检阅台，2003年10月将正式开馆，投资1.4亿元建成了华北最大的保定军校广场，现已对外开放。
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