重装步兵时代及更早时期
罗马军队早期的战术发展，从很大程度上和古希腊人走了相同的道路。从迈锡尼式的重步兵，到希腊重装步兵，这些士兵的个人武装和战斗技艺相当可靠，但却很难说有战术可言。对重装步兵而言，战斗的形态实际相当简单，8排左右的纵深是最为标准的战斗队形。在队形排列完成后，重装步兵会逐渐接近敌军，并在一个合适的距离上跑步冲锋加强冲击能力。最终在盾牌的激烈碰撞后，漫长且相当低效的枪对枪、盾顶盾的战斗就随之开始，直至其中一方败退。一些出色的重装步兵部队，比如著名的斯巴达人，对纪律性有着更高的要求，他们在缓步前进时保持肃静而不像有些同行一样呼喊口号，笛声被用来控制步速，在大约距敌100米时，他们会开始冲锋。
从整体的运用原则上，罗马的重装步兵与希腊或者伊特鲁斯坎的重装步兵不会有太多的差别，但在有限的史料中，仍然有许多相当有趣的地方值得注意。罗马的重装步兵以百人队作为基本的战斗单位，对于一支战术素质低下的古代军队来说，出现这样小的战术单元是一个矛盾的现象。在古希腊，重装步兵的战斗单位缩小到类似的规模，可能要延迟到公元前4世纪中期。当时的斯巴达军队中，约150人左右的步兵营队（Lochoi），从地位上代替了原先作为战术核心的步兵团队（Mora）。这种变化是与公元前4世纪希腊重装步兵战术的飞速发展同步产生的，这一时期底比斯人几乎已经将希腊重装步兵这一作战样式，发展到了其巅峰状态。
这样一来，对于罗马重装步兵军队的组织形态，我们就不由得产生这样的疑问：重装步兵百人队的体系，究竟只是根据部族、社区和财产组织所自然产生的，还是罗马重装步兵发展到了较高战术水平所导致的结果？从罗马军队的成长环境分析，后一种可能性无法排除。拉丁姆平原周围不乏山地，萨莫奈等奥斯堪民族擅长山地作战和步兵的小单位行动。这些以分散队形和游击战斗著称的军队，对强大但笨重的重装步兵而言，成为一种天然的威胁。在复杂地形对抗这些机动性良好、战术单位细化的敌人，成为改良军队组织和战术的客观形态。罗马的重装步兵在这种特殊环境中很有可能有着更快的发展，或许早从重装步兵时代开始，百人队就是罗马步兵的战术基石了。
李维及波利比乌斯时期的共和国军团
公元前4世纪的高卢入侵，对于罗马军团的战术发展有着极大的影响。三线阵和剑盾战法的应用，很大程度上是之前的战场需求积累的结果，高卢入侵中罗马军队的失败，彻底点燃了战术改革的导火线。而长盾等装备的换装，则是与萨莫奈人军事交流的结果。
在三线阵中，相对轻装的青年兵将首先投掷重投枪，然后以猛烈的冲击杀伤对手的战线。随后的第二线成年兵会作为最主要的战斗力量，进行决定性的步兵战斗。当第二线仍旧无法分出胜负时，就轮到一直半跪着节省体力的后备兵作战了。这些精锐老兵既可以作为掩护撤退或是最后一搏的手段，也可以在之前的战斗过程中，用以应付战线两翼的突然情况，或者进行其他的作战任务。这样的部署，无疑代表着罗马军团在预备队战术的发展上有着一个较高的起点。将后备兵作为最后决胜或应急手段已经成为了拉丁语中的名谚。
◎ 图为李维时期军团的指挥结构。李维时期的罗马军队缺少中层指挥，第三线的具体组织情况仍相对模糊。
三线阵中预留空隙的初衷和主要作用是方便一线单位战斗时能够被后续单位轮换，这种轮换体系是罗马战术体系中最明显的特征之一，使得当战斗中一旦有单位被击败，就立即有新鲜单位能够上前应付威胁。但是，大部分情况下采用此类间隔的棋盘阵，会使得各步兵中队被渗透和攻击侧翼的可能性大大增加。李维曾说起过，后备兵接战时会去除间隙成一条连续的战线作战，而无疑前两线的成年兵和青年兵也会如此。一个步兵中队由两个百人队组成，分别为前列百人队（Prior）和后列百人队（Posterior），在前进和机动时后列百人队处在前列百人队背后，保留步兵中队间的缝隙，但当他们投入战斗时，后列百人队便会上前填补战线缺口，呈现一条连续的战线。当一条战线需要撤退时，后列百人队会首先退后留出空隙，预先占据后排的位置，然后供前列百人队后退。典型的每条战线的阵形纵深一般是6或8列。
当军团的前两列重步兵在公元前3世纪末期完全换用短剑和重投枪时，它的基本战术对比李维时期的军团则没有根本性的改变。青年兵和成年兵的装备和地位愈来愈接近，而后备兵仍执拗地维持了重装步兵式的武装，考虑到他们预备队的身份，这一安排或许更有利于实战，让他们能够作为预备队以长矛对抗可能的侧翼骑兵攻击。
在步兵中队内部，如波利比乌斯所说，罗马步兵采用了比其他所有重步兵都更为松散的队形。不仅每名士兵都占据了3英尺（约90厘米）的正面，在每一横列和纵列之间都还有3英尺的间隙。简而言之，一名军团士兵平均占据6英尺的正面，与希腊化体系中结阵步兵的松散队形差不多。波利比乌斯说这样的空间足以让士兵用盾牌保护自己，并且自由地挥剑战斗。这样的队形需要罗马军团士兵都是合格的剑士和单兵战斗的能手。事实也确实如此，例如李维提及过，军团士兵曾在灌木丛中被迫打散队形和凯尔特伊比利亚人开始单兵战斗，结果获胜；在打散队形与马其顿方阵士兵的战斗时，依托更重的装备带来优势，军团也取得了胜利。
但在更多情况下，军团士兵还是以密集队形进行结阵战斗，或许在冲锋前先投掷重投枪。成密集阵型的罗马步兵可以在真正意义上地把敌军“逐退”，大而重的罗马盾牌方便用以推挤。面对诸如凯尔特长剑之类挥砍的武器，军团士兵会躲在自己的盾牌下，然后由下自上用自己的短剑戳刺。曾有罗马人认为长矛会是对抗凯尔特人长剑的好用的武器，能够获得攻击范围上的优势，并拦阻长剑的攻击。因此在公元前223年的一场战斗中，后备兵的长矛就被交给前列部队使用，但似乎结果并不理想，因为后来再也没有进行类似的实验。
波利比乌斯时期的罗马军团，面临的一个新挑战是马其顿式方阵。这种极度强调正面交战能力的作战样式，对追求贴身战斗的军团剑盾步兵而言是个从未有过的挑战，也让军团重步兵第一次接触到难以正面击溃的对手。事实上，在有限的实战战例中，马其顿方阵在队形完整、侧后安全的条件下，总能击溃即使是数量占优的罗马军团。波利比乌斯甚至认为马其顿方阵是平原地形上最强大的重步兵类型。
但是正如同萨莫奈人能灵活地击败重装步兵时代的罗马军团一样，罗马人也往往能利用更好的机动性，和步兵中队体系的灵活性，在对抗方阵的战斗里获取非对称的优势。利用破碎地形渗透到方阵内部，或者迅速机动完成侧后包围，是军团对抗马其顿方阵的最主要手段。一旦进入贴身战斗，缺乏防护的方阵士兵便不再是军团剑盾手的对手了。
“龟甲阵”（Testudo）大致是在公元前200年出现的，这一队形的最原始用途是围攻作战或者巷战，用以在特殊地形内防止来自上方的投射武器打击。这一时期内罗马军团同样学会了如何对付战象。从皮洛士战争和第一次布匿战争开始，重步兵在战线内预留通道，轻步兵则分散射击，成为应付战象的普遍规律。值得一提的是，罗马人最常遇见的战象是非洲丛林象，这些象体型偏小，而迦太基指挥官们在对战象的运用上普遍存在一些问题，战象往往缺乏轻步兵的有效配合，这使得罗马人大多能轻松地解决象群的威胁。
◎ 图为波利比乌斯时期军团的指挥结构。波利比乌斯时期的三线阵更为简洁，军事护民官开始承担越来越重要的指挥职责。步兵中队的战术发展在这一时期达到巅峰，但中层指挥仍旧欠缺，使得步兵大队出现。
◎ 龟甲阵。
罗马的轻装步兵本来是单纯的游击部队，屏护重步兵的展开，以游击战斗开始一场会战，然后从重步兵列间撤退，在后备兵之前重组，最后作为预备队或是转到侧翼投入战斗。然而到公元前2世纪时，他们改良的训练和装备已经足以胜任与敌军的轻装游击部队进行近战并驱赶他们。在彼得纳会战前，他们在附近的山地就被赋予这样的任务。
罗马轻装步兵的标枪骚扰凯尔特人时尤其有效，他们的装备也足以胜任与凯尔特武士的单兵肉搏。尽管凯尔特步兵一次集中的冲击可以扫除罗马轻装步兵，但后者并不那么容易被结阵的步兵抓到。罗马轻步兵也执行支援骑兵作战的任务，公元前211年在卡普阿城外，为了抵消反叛的坎帕尼亚人在骑兵方面的优势，轻装步兵们骑乘到了骑兵的后座，在遇敌时下马投掷标枪，随后被打得措手不及的坎帕尼亚骑兵被罗马骑兵击溃了。
罗马骑兵的运用和轻装步兵很类似，在重步兵战线展开时承担骚扰和掩护的作用，随后回到侧翼或者战线后预备队的位置上。有时罗马公民骑兵会单独组成一翼，意大利同盟骑兵组成另一翼，或者所有意大利的骑兵一翼，外籍骑兵比如努米底亚人形成一翼。骑兵会试图击败敌对的骑兵，然后攻击敌军步兵的侧后。罗马骑兵是冲击骑兵，喜欢用长矛或剑直冲到底，古典时代的骑兵没有马镫和健全的鞍具，因此有时会需要下马肉搏。但罗马骑兵在这方面确实比其他骑兵更趋向于下马战斗，偏向静态化的作战习惯也与之相符。在波利比乌斯的记录中，坎尼会战中双方的骑兵在罗马军队右翼就进行了下马战斗。
马略及屋大维时期的军团
马略改革除了从根本上完成了军团的职业化建设外，从战术角度来说，则主要是对波利比乌斯时期一些逐渐产生的改良，从制度上予以了确认和强化。比如步兵大队这一级单位的正规化，三线步兵装备和战法上的统一，以及辅助部队的正规化、独立化等。
凯撒无疑是这时期最出色的军事指挥官之一。在征战高卢和内战的一系列战役中，他大胆的用兵风格，将军团步兵战术运用到了极致。凯撒的步兵运用，非常强调步兵的多线灵活部署，实战中三线阵、两线阵甚至单线部署都屡次出现，具体地运用则视战场情况而定。凯撒的后备战线总是能够通过有效的机动来转移正面，执行多种多样的作战任务。
另外，针对敌军的骑兵优势，凯撒能够有效地利用军团步兵在近战中的优势，以及军团中灵活的中下层指挥体系予以应对。在法萨卢斯会战、塔普苏斯会战中，均有一些独立的步兵大队作为骑兵的战术预备队使用，专门用来伏击试图进行侧翼攻击的敌军骑兵。较为靠近对方骑兵的步兵战线，也会偏向于使用多线部署，以后备战线作为反骑兵的预备队。至于步兵中队的运用，则整体上继承了原有的体系，步兵中队的两个百人队将视情况同时投入（并列的横队部署），或者轮换使用（以棋盘格式交错部署，或者成纵队）。
◎ “猪头”楔形阵。基于纵队战术基础上的楔形阵，结合了萨莫奈步兵战术的相关成果。
原有的龟甲阵和纵队战术，在这一时期获得了更广泛的运用。龟甲阵不仅出现在围攻战斗里，也成为一个标准的反投射武器阵形出现在野战中。比如在对抗帕提亚军队时，我们就屡次见到军团重步兵组成龟甲阵的记录。而萨莫奈人利用纵队强化标枪使用的办法，也被军团所继承，指挥官经常会以多个纵队对战线上的一点，发动向心的突击。以密集的标枪投射严重杀伤对手，然后从一点以纵队进行冲击和突破，这种阵形被称为步兵楔形阵（Cuneus），士兵则将它昵称为“猪头阵形”（Caput Porcinum），来形象地描述以集中的兵力和火力“拱”穿战线的作战方式。
军队的职业化、正规化的一个益处，是在修筑营地、工事等方面的进步。马略之后的罗马军队，非常擅长进行各种场合的围攻作战。凯撒不止一次地试图用比敌人少得多的部队，通过多重围攻线的修筑，利用工事和投射器械，将敌军围困在狭窄的地段内切断补给和联系。我们也明确地了解到，各种弩炮等投射武器在职业化的军团内获得了独立的编制，这些原始的“炮兵”成为军团作战非常倚重的一个单元。
轻装步兵和骑兵的独立编组，也为他们的使用带来了不同。大多数时候轻装部队和骑兵会独立地部署到两翼或者后方，当轻步兵需要依托主力战线进行游击战斗时，他们会从各步兵中队和大队的间隙中前进，并且仍旧保有自己的独立指挥体系。
◎ 马略时期军团指挥结构图。步兵大队这一单位从第二次布匿战争时期出现后，其重要性逐渐提升，并在共和国晚期成为军团最重要的中层战术单位。
在骑兵方面，骑兵中队依旧是最基础的作战单位，以骑兵中队组成的多排横队成为最常见的队形。另外，为了加强骑兵的冲击力，也出现了中队内组成的骑兵楔形阵形，不过与马其顿式的楔形阵形不同，罗马骑兵中队的楔形阵实际上是多列横队的一种变形，每排的人数依旧一样。
帝国中后期的军团
从公元2世纪逐渐开始的趋势，是军团中重新出现并不断增加的长枪兵，以及骑兵数量和地位的快速上升。这种由于骑兵发展导致的变化，也对原有的步兵战术产生了较为严重的影响。相对松散、灵活的步兵作战体系，逐渐向缺乏机动性的密集阵形改变了。相当多的史料甚至逐渐开始以马其顿的方阵来类比新的军团，用以描述他们的密集阵形和矛墙。弓箭手的运用在后期的军团中越来越多，甚至成为主战线的一部分，部署在后排进行火力支援。
尽管从小单位的战术运用上来说有所退步，但帝国中后期的军团大抵上还是保留了军团原有的线列战术。以公元376年著名的败仗阿德里安堡战役来说（Battle of Adrianople），当时的罗马野战部队仍旧以两条战线组成，组成战线的军团规模大抵上可与旧日的步兵大队相提并论。
在两翼，骑兵的重要性则越来越显著，骑兵的类型也有所增加，以轻型的标枪骑兵和骑射手进行骚扰和侧翼迂回，以包括超重型具装骑兵在内的枪骑兵进行正面的冲击，基本上是最为常见的做法。
擅长土工作业，以壕沟和其他障碍辅助防御，依旧是罗马军队的优点之一，在贝利撒留指挥的达拉之战中，数量不足的罗马军队就利用挖掘壕沟来对抗萨珊军队尤其是其骑兵的强大冲击力。