戚继光一向重视部队的武器装备，他认为武器装备是取得胜利的关键因素之一。在作战闲暇之际，戚继光首先分析研究倭寇们的武器装备和明军的武器装备之间的差别。
倭寇主要使用日本刀和弓，其次是鸟铳等火器。其实弓箭和鸟铳在明军的抗倭部队中也有，而且性能也不落后。但是日本长刀就不一样了，倭寇们用的刀长约一米四左右，有长柄，其长度与重量大约是明军常用配刀的两倍左右，而且可以双手进行劈砍。倭寇几乎每人必配三把刀：一长刀，又叫配刀，是他们的主要作战兵器；长刀上又配一小刀，以便杂用；另配有一刺刀，分为两种，长约一尺左右的叫解手刀，长一尺余的叫急拔刀。在作战中，倭寇往往长刀和短刀杂相使用，稍远的则用长刀，而近搏则是用短刀，非常灵活。而明军士兵装备的往往是单刀和藤牌，二者都只能单手使用，单手使用的力量远没有对方双手使用的力量大，而且使用起来也远远没有对方灵活。不仅如此，由于当时的战斗都是小规模的，对武器的要求也就很高。许多日本武士对刀十分重视，日本当时的制刀技术也非常发达，他们在制刀的时候采用“包钢”技术，这样的刀刀身整体十分坚固。并不是说明朝的制刀技术落后，其实日本的制刀技术大部分继承的是唐代的制刀技术，明朝时中国也掌握了“包钢”技术，不过由于这种方法造价很高，大规模的军队装备不起，所以只有一些将官配有这种好刀，而一般明军配备的是一种短单手刀，这种刀只有刀刃部分才是钢制，我们可以想象到明军士兵和倭寇们对抗的时候单刀对劈砍的惨痛结局。
另外，倭寇们的战术和明军有所不同，倭寇们受不同的首领指挥，主要目的在于劫掠中国的财富，他们各自成股、分散流窜，缺乏统一的作战指挥。一般说来，各股倭寇在海上啸聚窥视，选择明军薄弱地点登陆，之后立刻焚毁船只，以示背水死战的决心。
行军时，倭寇往往三十人结成一队，也有的四五十人或二三十人结成一队，队与队之间相距一至二里。领队人挥舞百脚旗，以最强悍的武士为前锋和后卫，中间是一些强弱相杂的武士，一队人鱼贯而行，形成了长蛇阵，整个队伍可延绵数十里，不容易被包围。遇有敌情，即以海螺为号，聚拢起来，互相救援。
在与明军对阵时，倭寇队形四分五裂，但经常是背向太阳，东一处西一处，往往能够包围住明军。他们往往先派出一些人在阵前跳跃蹲伏，极尽挑衅之能事，诱使明军胡乱放箭支、火器，等到明军箭支、火器消耗完之后再开始进攻；抑或以逸待劳，待明军行动以后再行进攻。进攻的时候，以善于使刀的武士在前面冲锋，并且用俘获的妇女老幼为先锋，使明军眼花缭乱，然后挥刀上晃下砍，击杀明军；或者列出蝴蝶阵，首领挥舞本国扇子为号令，一人挥扇指挥，众人都挥舞长刀，刀光闪闪，乘明军被刀光晃住眼睛的时候，即行劈砍，这样往往能使明军陷入失败的境地。倭寇们在吃了败仗的时候，往往马上扔掉抢来的妇女、财物，在明军士兵互相争抢的时候，趁机逃跑。倭寇们还特别善于施行诡计，他们有时乔装打扮成农民、市民等进行突然袭击，有时采用声东击西的方法等等；而明军的各个部队则往往被动出击，他们的反应速度比较慢，另外各个部队之间缺乏合理有效的配合，即使能够联合作战，各部之间也容易互相推诿，贻误战机，加上明军士兵的整体素质较差，战斗力较弱，所以明军和倭寇的战斗往往是败多胜少。
戚继光认为，如果要改变这种局面，首先必须更新士兵们的装备，使明军的装备能够有效地克制敌人长刀威力的发挥；另外还必须建立新的士兵选拔体制、训练体制和作战指挥体制，建立一支全新的部队，专门用于对倭寇的作战，这样一来，抗击倭寇的事业才有可能取得决定性的胜利。他认为首要任务是应该解决明军装备上的差距，寻找一种克敌制胜的办法。戚继光为了改变装备的劣势，开始重新采用“包钢”技术，他仿制日本长刀锻造“戚家刀”。这种刀的刀身类似日本刀，不过长度要比日本长刀短小，有些资料显示是八十到九十厘米左右，而且为了适合明军的使用习惯，刀柄有一个向下的弧度，一般资料认为是单手使用的，有的资料也说单双手都可以操控，这使得明军在兵器上拥有了对抗倭寇的能力。另外，还要根据倭寇们的作战特点对部队进行重新编制，根据士兵们的年龄、体质对士兵进行分类，不同类别的士兵要完成不同的任务，不同任务的士兵配备不同的装备，形成一个个攻防兼备的小的作战队形，全队队员各用其所长，配合作战，然后一个个小的作战队形构成整个作战部队。如果在作战中有的小队形中的个别士兵出现了损失，可以根据实际情况重新组合，而不影响小队形的战斗力的发挥。在这种思想指导下，在长时间的作战实践中，戚继光逐渐形成了较为成熟的作战思想和编队方法，这就是闻名后世的专门用于对倭寇作战的“鸳鸯阵”。
“鸳鸯阵”阵形一般以十一人为一队，最前面的人作为队长，接下来的两个人一个人手执长牌，另一个手执藤牌。长牌手手执较长的盾牌用来遮挡倭寇的重箭、长枪等长兵器，而藤牌手则手执较为轻便的藤牌并带有标枪、腰刀。长牌手和藤牌手主要掩护后队前进，藤牌手除了掩护之外还可与敌近战。再后面的二人作为狼筅手，狼筅是利用我国南方生长的毛竹，选取那些既老而且坚实的毛竹，用刀将毛竹的前端斜削成尖状，去掉竹叶，留下主干四周尖锐的枝丫，做成狼筅。每支狼筅长三米左右，作战时狼筅手手执狼筅，主要利用狼筅前端的利刃刺杀敌人，以掩护盾牌手的推进和后面长枪手的进击。再接着是四名手执长枪的长枪手，左右各二人，分别照应前面左右两边的盾牌手和狼筅手。再跟进的是使用镋钯的短兵手，如敌人迂回攻击，短兵手即持镋钯冲上前去劈杀敌人。“鸳鸯阵”不但使矛与盾、刀与箭紧密结合，而且充分发挥了各种兵器的效能，其阵形变化灵活，可以根据情况和作战需要变纵队为横队，可以变一阵为左、右两小阵，或者左、中、右三小阵。阵法可以随机应变，变纵队为横队即称两仪阵，两仪阵又可变为三才阵：当阵形变化成两个小阵时称为“两仪阵”，左右盾牌手分别随左右狼筅手、长枪手和短兵手，护卫其进攻；当变成三个小的阵形时称为“三才阵”，这时，狼筅手、长枪手和短兵手居中，同时盾牌手在左右两侧护卫。这些变化了的阵法又称“变鸳鸯阵”，这样的队形不但便于管理，而且便于日常训练，便于士兵们的协同作战。在日常生活、训练中，一个队的士兵几乎天天在一起，队长了解手下的每一个士兵，士兵之间也非常熟悉、默契，在作战中就能够较为密切的协同配合，形成整体的战斗力，充分发挥整体作战的优势与长处。
鸳鸯阵运用灵活机动，正好抑制住了倭寇作战优势的发挥，进而发挥自己的长处和威力。戚继光率领的队伍，经过长期的“鸳鸯阵法”的演练后，在与倭寇的作战中，几乎每战必胜，在后来的牛田之战中，甚至创造了杀敌六七百余而自己无一阵亡的经典战例。