Вторая половина 19 столетия характеризуется бурным развитием технических средств ведения войны. Развитие железнодорожного сообщения, телеграфных и телефонных средств связи коренным образом меняло характер боевых действий войск. Все эти новшества находили свое отражение в системе организации инженерных войск, в недрах которых зарождались новые технические (специальные) рода войск - железнодорожные и войска связи. Так к началу Русско - турецкой войны 1877-1878 гг. формируются первые железнодорожные батальоны, и военно-полевые телеграфные команды. В состав корпусных саперных батальонов включается телеграфная рота. К началу 20 века Русская Армия обладала хорошо подготовленными и оснащенными передовой по тому времени техникой инженерными войсками в составе 30 саперных и понтонных батальонов, 7 отдельных рот 27 инженерных парков. Высшей формой организации инженерных войск являлась саперная бригада в составе 2-3 саперных, 1 понтонного батальона, инженерного парка и 2 телеграфных команд. В конце 19 века в составе крепостных инженерных подразделений появляются воздухоплавательные команды. Создается воздухоплавательный парк. В 1903 г. в состав саперных батальонов включаются подразделения радиосвязи - т.н. искровые роты. К этому времени произошел значительный качественный и количественный рост инженерных войск. К началу Русско - японской войны они имели в своем составе  31 саперный, 12 железнодорожных и 8 понтонных батальонов, 14 крепостных саперных, 13 минных, 1 отдельную саперную, 1 отдельную железнодорожную роту, 10 рот связи, 7 воздухоплавательных команд (отделений). Итоги Русско - японской войны еще раз подтвердили постоянно возрастающую роль инженерных и специальных войск в обеспечении боевых действий как в полевом сражении, так и в создании и обороне укрепленных районов и крепостей. В ходе общего реформирования Вооруженных Сил, продолжали развиваться и инженерные войска. В составе войск формируются подразделения, положившие начало новых родов войск и даже видов вооруженных сил. Так, в 1910 г. создается 1 учебная автомобильная рота. В период с 1911 по 1913 гг. в состав железнодорожных батальонов включаются еще пять автомобильных рот. В 1910 г. начинается подготовка летчиков в Гатчинской офицерской авиационной школе. К началу войны формируются 18 армейских, корпусных и крепостных авиационных отрядов.  I мировая война с первых же дней показала несостоятельность взглядов военных теоретиков всех воюющих держав на характер современных боевых действий. Войска оказались не готовы к массированному применению артиллерии. Полной неожиданностью оказался переход боевых действий на всех фронтах в фазу позиционной войны, потребовавшей колоссального увеличения объема полевых фортификационных и дорожных работ. Железнодорожные и автомобильные подразделения не справлялись с возросшими объемами оперативных перевозок. Все эти факторы потребовали значительных организационных мероприятий для увеличения возможностей инженерных войск. Так уже в 1914 г. были сформированы 3 саперных и 5 понтонных батальонов, 16 искровых рот, 12 автомобильных и две самокатные роты. Корпусные саперные батальоны переформировывались в саперные полки, в состав дивизий включались саперные роты, а в состав полков - саперные команды. Дальнейшее развитие инженерных войск было прервано революционными событиями 1917 г. и начавшейся Гражданской войной. Инженерные войска в той или иной форме имели войска всех участвовавших в гражданском конфликте сторон. Если в составе белых армий формирования инженерных войск носило. как правило, случайный характер, что объясняется катастрофической нехваткой инженерной техники и имущества, а также квалифицированных кадров, то создание инженерных войск РККА носило более систематический характер.  С началом формирования регулярной Красной Армии авиационные, железнодорожные подразделения и части были выделены в отдельные рода войск. Все подразделения бронеавтомобилей были сведены в т.н. "броневые силы республики". Уже к 1919 г.в составе РККА кроме значительного количества саперных и понтонных батальонов находились два электротехнических батальона, автомобильные подразделения, минноподрывная бригада, две маскировочные роты. После окончания Гражданской войны советское правительство приступило к проведению широкого реформирования Вооруженных Сил. В ходе реформы было создано Главное военно-инженерное управление (ГВИУ РККА), определен штатный состав инженерно-саперных войск. В состав войск включались: 18 саперных, 5 понтонных, 3 электротехнических, инженерно-технический, автотранспортный батальонов, большое количество отдельных саперных рот и эскадронов, других инженерных подразделений. Каждый стрелковый корпус имел саперный батальон и инженерный парк, в составе стрелковой дивизии имелась отдельная саперная рота и дивизионный инженерный парк (в кавалерийской дивизии - отдельный саперный эскадрон и инженерный парк), стрелковые и кавалерийские полки имели саперные взводы. В ходе индустриализации в 30-е годы появилась возможность оснащать инженерно-саперные войска новыми образцами фортификационной и минновзрывной техники, переправочными средствами, техники разграждения и разминирования. К началу Великой Отечественной войны инженерно-саперные войска РККА подразделялись на войсковые подразделения и части (части и подразделения полков, дивизий и корпусов), армейские инженерные части, инженерные части фронтового подчинения и инженерные войска резерва верховного главнокомандования (РВГК). Общевойсковая армия в своем составе имела отдельный моторизованный инженерно-саперный батальон, отдельный механизированный понтонный батальон, отдельную инженерную маскировочную роту, отдельную роту радиоуправляемого минирования, отдельную электротехническую роту, отдельную гидротехническую роту, отдельную роту полевого водоснабжения, отряд глубокого бурения, многочисленные запасные и резервные части и подразделения. В составе инженерно-саперных войск РВГК имелись 18 инженерно-саперных и 16 понтонно-мостовых полка. Командные кадры инженерно-саперных войск готовились в четырех военных училищах и в Военно-инженерной академии. Однако к началу боевых действий большое количество инженерно-саперных частей и подразделений находились в стадии развертывания и являлись "ограниченно боеготовыми".  Как и в начале I мировой войны, сразу же выявилось недостаточное количество инженерно-саперных частей и подразделений, имеющиеся даже в малой части не обеспечивали ведения боевых действий. В первую очередь сказывался недостаток войсковых инженерно-саперных частей и подразделений. В следствии этого принимается решение о расформировании инженерных частей РВГК и использование высвобождающих людских ресурсов и вооружения для комплектования вновь формируемых армейских, корпусных и дивизионных инженерно-саперных частей и подразделений. Всего к концу 1941 г. было сформировано около 150 отдельных инженерно-саперных батальонов. В октябре того же года принимается решение о создании инженерно-саперных армий (уникальное явление в теории и практики организации войск ). В состав армии включались до пяти инженерно-саперных бригад. Каждая бригада имела в своем составе 15 отдельных инженерно-саперных батальона, два отдельных учебных саперных батальона, отдельный автотракторный батальон, отдельный отряд механизации, части и подразделения боевого и тылового обеспечения. Всего к началу 1942 г. было создано 10 инженерно-саперных армий. К концу 1941 года принимается решение о воссоздании инженерно-саперных частей РВГК. Все эти меры в какой-то степени позволили организовать инженерное обеспечение боевых действий войск фронтов в крупнейших оборонительных сражениях второй половины 1941 г., обеспечили успешное контрнаступление под Москвой. В 1942 г. принимаются меры по совершенствованию организационной структуры войск, обеспечению их новыми образцами техники и вооружения. В течении года формируются три бригады инженерных заграждений специального назначения, несколько понтонно-мостовых бригад, другие соединения и части инженерно-саперных войск. Инженерные войска внесли неоценимый вклад в обеспечение сталинградской оборонительной операции. В 1943 г. силами инженерно-саперных войск проводятся колоссальные по масштабам работы по оборудованию и маскировки оборонительных районов и рубежей обороны на центральном направлении. С переходом стратегической инициативы к нашим Вооруженным Силам, боевые действия приняли в основном наступательный характер. Изменились задачи и вместе с ними и структура инженерно-саперных войск. На первое место по значимости выходили задачи инженерного обеспечения наступления войск, мероприятия по обеспечению преодоления минных и других инженерных заграждений противника, форсированию водных преград, строительство рокад и колонных путей для обеспечения снабжения стремительно уходящих на запад войск, маскировка расположения войск в районах сосредоточения, создание ложных районов. Для выполнения этих более сложных задач создаются новые формы организации инженерно-саперных войск: штурмовые инженерно-саперные бригады, обеспечивающие боевые действия по прорыву укрепленных участков обороны противника, подвижные отряды заграждения (временные формирования инженерно-саперных войск включенных в состав противотанкового резерва общевойсковых соединений и частей, ПОЗ). На заключительном этапе войны инженерно-саперные войска эффективно обеспечивали действия войск по штурму укрепленных городов на территории Германии и ее союзников.