No início do século XX, os batalhões e regimentos da cidade se concentravam próximos ao Centro, em São Cristóvão, no Campo de Santana, no antigo Arsenal de Guerra (atual Museu Histórico), na Fortaleza de São João e na Praia Vermelha. O Marechal Hermes da Fonseca resolveu então transferir os 6 (seis) batalhões do primeiro e segundo Regimentos de Infantaria para uma nova vila militar na zona suburbana, que pudesse se interligar com as unidades de Realengo. No governo Afonso Pena, as fazendas e engenhos de Sapopemba, Gericinó, Engenho Novo da Piedade, da Água Branca, do Cabral, do Monte Alegre, entre outros, começaram a ser desapropriadas nos vastos campos entre Deodoro e os limites com a Baixada Fluminense.

Marechal Cândido Rondon Avenida Duque de Caxias
Símbolo do Exército Avenida Duque de Caxias
General Osório Avenida Duque de Caxias
Antônio de Sampaio Avenida Duque de Caxias
Marechal Hermes Avenida Duque de Caxias

Os primeiros quartéis da Vila Militar - o do primeiro e do segundo Regimentos de Infantaria -, as casas de administração e os depósitos de munição foram construídos pelo tenente engenheiro Palmyro Serra Pulcherio. As obras terminaram 1910 e a Vila Militar foi inaugurada em 1912. A partir de 1915, novos quartéis e residências para militares foram construídos ao longo da avenida Duque de Caxias, formando, ao longo do tempo, o maior aquartelamento do Brasil e a maior concentração militar da América Latina, com mais de 60.000 homens.

No ramal ferroviário de Mangaratiba (atual ramal de Santa Cruz), foi inaugurada a estação Vila Militar, em 18 de agosto de 1910, com seu belo prédio em estilo inglês, semelhante ao da Estação de Marechal Hermes.

Marco da Construção Militar Avenida Duque de Caxias
General João Severino Fonseca Praça João Severino Fonseca
Marco da Iluminação Praça Marechal Hermes
General João Severiano da Fonseca Praça Marechal Hermes
Coreto Praça XV de Novembro

Destacam-se no bairro os prédios dos regimentos Sampaio, Andrade Neves, Avaí, o campo de instrução de Gericinó, o Hospital da guarnição da Vila Militar, os regimentos Floriano, de cavalaria mecanizada, entre outros.

Por ocasião dos Jogos Pan-Americanos Rio-2007, foi construído o Centro Esportivo Deodoro, que utilizou área do tradicional Círculo Militar Deodoro, na Vila Militar, para disputa das modalidades de hipismo, pentatlo moderno, hóquei sobre grama, entre outras, mantendo como instalações permanentes os centros nacionais de hipismo e de tiro esportivo.