大清在剿灭太平天国时，作为两大武装的八旗与绿营，均已毫无战力可言，新崛起的湘、淮军担负起平定反清势力的重任。但是甲午战争中，湘、淮两军又不堪一用，清廷决定组建新式陆军。到光绪三十二年（1906年）设置陆军部时，作为新军主力的北洋六镇，逐渐被袁世凯掌控，朝廷中一些满臣，想办法重组另一支力量来制衡袁系新军。
新任陆军大臣铁良，眼看袁世凯势力一天天做大，北洋新军只听他的号令，就上书朝廷，想改革军事力量，以继续维护满清的统治。光绪三十三年（1907年）6月，清廷批准陆军部所奏的章程，决定在各省除新军外的勇营、团练、绿营、防军等旧军队基础上，重新组建巡防营。具体选拔标准为淘汰老弱，保留和招募年龄20~35岁青壮年，身体强健者为新成员，编入巡防营。经过新制度训练后，担负起各省地方守卫、清乡剿匪等职责，以及与新军制衡。
经过一段时间训练后，巡防营初具规模，其兵丁素质也仅次于新军。巡防营无统一番号，有固定防区，活动范围仅限于本省，各省设前、后、左、右、中5路，每路一般不超过10营。其编制有马队和步队两种，一个步队营满员设官、弁、兵、夫共301人，下辖左、中、右3哨，每哨设8棚，每棚有正兵9人；马队营满员设官、弁、兵、夫共189人，配备战马135匹，也设左、中、右3哨，每哨4棚，每棚正兵9人。巡防营用的枪炮，有汉阳兵工厂制造88式步枪的，也有不少进口的西方武器，还有一部分重组以前用的武器，不如新军统一。
各省的巡防营由巡抚或者提督统领，每一路设统领、帮统各一人；各个营设管带、哨官等统率部队。到宣统三年（1911年）武昌起义时，全国巡防营达到27万人。在镇压各地起义过程中，巡防营战斗力却很稀松，原因是装备、编制、训练虽然采用新制，但是各级官员却还是旧军出身，满清封建落后制度的颓废、萎靡不振之气仍然充斥全军，使巡防营虽然表面上是新建军队，其实本质上还是换汤不换药，战斗力相比旧军强不到哪儿去，所以也挽救不了清朝灭亡的命运。
虽然大清没有了，但是各省的巡防营还继续存在。后来民国北洋政府陆军部拟定条例，对巡防营进行改制，其中有的被遣散，有的改为省警备队，有的仍然保留，有的编入正式的军队。截止到1916年北洋政府陆军部统计，全国还有河南、察哈尔、湖南、云南、奉天、山东等省配置巡防营，人员大约有六万多，归各省行政长官统辖。在风云变幻的民国初年，巡防营在其中起到警察的作用。
一直到20年代中期的第一次国内革命战争，残存的巡防营才依次被北伐军消灭，从而消失在历史的长河中。
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