Khi thành lập

• Trung đoàn 102 Thủ Đô thành lập ngày 7 tháng 1 năm 1947, trung đoàn nổi tiếng nhất với chiến dịch bảo vệ thủ đô Hà Nội ngày toàn quốc kháng chiến.
• Trung đoàn 36 Bắc-Bắc (lấy tên địa phương nơi mình thành lập là Bắc Ninh-Bắc Giang): được thành lập ngày 10.1.1946 với tên gọi là Trung đoàn "Bắc Bắc" hiện đóng ở gần khu công nghiệp Lương Sơn, huyện Lương Sơn-Hòa Bình.
• Trung đoàn 88 Tu Vũ (lấy tên từ trận đánh cứ điểm Tu Vũ - trận mở màn chiến dịch Hòa Bình năm 1952) thành lập ngày 1/7/1949, tại xóm Gò Pháo, xã Tân Cương (T.P Thái Nguyên). Trung đoàn 88 gồm các Tiểu đoàn 23, 29, 28, 322.
• Tiểu đoàn 11 Phủ Thông. Sau này, khi Sư đoàn 312 được thành lập, Tiểu đoàn này chuyển sang làm chủ công cho trung đoàn 141 Ba Vì của sư đoàn này.

Năm 1950

Khoảng năm 1950 lực lượng sư đoàn khoảng 15.400 người, gồm có

• 3 trung đoàn bộ binh.
• 1 tiểu đoàn pháo 75 mm.
• 1 tiểu đoàn SKZ 120 mm.
• 1 tiểu đoàn phòng không.
• 1 đại đội thông tin liên lạc.
• 1 đại đội công binh.
• 1 đại đội vận tải.
• 2 đại đội tải thương.
• 1 trường quân chính

Một trung đoàn bộ binh có 3.911 người, gồm:

• 3 tiểu đoàn bộ binh + 1 đại đội pháo 70.
• 1 đại đội cối 81mm (6 khẩu).
• 1 đại đội SKZ 60 (9 khẩu).
• 1 đại đội phòng không 12,7mm (6 khẩu).
• 1 đại đội trinh sát.
• 1 trung đội công binh.

Một tiểu đoàn bộ binh gồm 855 người, gồm:

• 3 đại đội bộ binh.
• 1 đại đội trợ chiến.

vũ khí cộng đồng có 6 súng cối 81, 6 đại liên, 6 BZK.

Một đại đội bộ binh có quân số 160 người, vũ khí gồm 2 cối 60mm, 9 trung liên, 33 tiểu liên, 60 súng trường.

Hiện nay

• Trung đoàn 36 bộ binh (Trung đoàn Bắc Bắc) gồm: Tiểu đoàn 1; Tiểu đoàn 2; Tiểu đoàn 3.
• Trung đoàn 88 bộ binh (Trung đoàn Tu Vũ)
• Trung đoàn 102 bộ binh cơ giới (Trung đoàn Thủ Đô)
• Trung đoàn 58 pháo binh
• Tiểu đoàn 14 Cối 100
• Tiểu đoàn 15 DKZ 75.
• Tiểu đoàn 16 phòng không.
• Tiểu đoàn 17 công binh.
• Tiểu đoàn 18 thông tin.
• Tiểu đoàn 24 quân y.
• Tiểu đoàn 25 vận tải.
• Đại đội 20 Trinh sát.
• Đại đội 26 sửa chữa.
• Đại đội 29 Bảo quản.
• Trung đội 23 vệ binh.