雍正十年（1732年），军机房被改为军机处，取代了清朝初年的议政王大臣会议的地位，成为清廷最高决策机构，皇权统治进一步加强。
清朝初年设置的“议政王大臣会议”，地位在内阁之上，是中央的最高决策机构，其作用是使皇帝和各王公贵族间互相牵制，最终维护满族贵族阶级的特权地位，因此又被称为国议。其成员由满族贵族诸王及总理旗务大臣组成。后来历代皇帝为提高皇权，不断对王公旗主势力加以削弱，再加上后来参加议政王会议的议政王大臣“有半数都是王公等世袭爵位的继承者，不熟悉政务”，这样议政制度就慢慢形式化了。雍正上台后，进一步削弱了诸王公的权势。他首先收回了掌握在各个王公手里的兵权，接着在雍正七年（1729年）设立军机房，命怡亲王允祥、大学士蒋廷锡、张廷玉等密办军需事宜，协助处理一切军务。雍正十年（1732年）正式改称为军机处，接受皇帝的谕旨办理各种机密重要的政务，完全代替了以前的议政王大臣会议，成为处理国家军事、政治等重大事务的常设核心机构。军机处的设立，标志着清代皇权进一步的加强，封建专制已达到了登峰造极的地步。
雍正元年（1723年）八月，青海的和硕特蒙古部落首领罗、藏丹津率部叛乱，叛军攻打西宁，形势危急，于是雍正命令川陕总督年羹尧出兵平定这场叛乱。经过激烈的交战，10万余名叛军投降清军，叛军首领罗卜藏丹津逃往柴达木。雍正二年（1724年），清廷封四川提督岳钟琪为奋威将军，再次率兵追杀逃往柴达木的叛军余部，经过化装的罗卜藏丹津再次逃到了准噶尔部。准噶尔部本来就与清廷为仇作对，在康熙年间就曾爆发过叛乱，在被康熙亲征平定后，准噶尔首领噶尔丹的侄子策妄阿拉布坦又率领部下侵入了西藏。康熙五十七年（1718年）康熙命皇十四子胤禵为抚远大将军，指挥大军进藏平叛。康熙五十九年（1720年），清军重创准噶尔叛军。康熙六十年（1721年），抚远大将军胤禵亟驻扎到甘州（张掖），对准噶尔叛军采取进攻态势，双方处于相持状态。罗卜藏丹津逃到准噶尔后，清廷给准噶尔部写信要求送还罗卜藏丹津，策妄阿拉布坦拒绝交出。这时雍正刚即位，地位还不稳固，政府也没有充足的财力。这样，清朝暂时没有发兵主动进攻，采取了守势，但是清廷一刻也没放松对准噶尔同西藏关系及准噶尔对喀尔喀蒙古侵扰的注意。雍正五年（1727年），策妄阿拉布坦死，其子噶尔丹策凌继位，雍正认为时机成熟，开始筹划用兵事宜，计划讨伐准噶尔，以免去国家心腹之患。
雍正七年（1729年）二月，一切准备就绪，雍正发布了上谕，在上谕中他罗列了准噶尔的罪行，大举发兵进攻准噶尔。可路途太遥远·了，一切军需粮草供应，急切需要有一个机构专门办理，而且军报很多很紧急，也需要快速的处理，更需要谨慎周密。为了战事的顺利进行，雍正在雍正七年（1729年）六月发出一道上谕，设立军机房，并命怡亲王允祥、大学士张廷玉、蒋廷锡主持办理军需一应事宜，办公地点在隆宗门内、乾清门外偏西的小平房内。雍正八年（1730年），改名为办理军机处。雍正十年（1732年）春，雍正皇帝下令大学士们商议确定军机处的印信。三月初三，大学士们遵照圣旨商议后上奏请求用“办理军机处印信”的字样，雍正立即下令交给礼部去进行铸造，并决定把大印保存在军机处，委派专职官员负责管理，同时将大印的样式通知各省和西北的两路军营。从这以后，军机处成为正式的固定机构。
军机处设立之初，主要办理与战争有关的事务。雍正九年（1731年），世宗认为山东登州是滨海重镇，所辖地方太大，只有六千兵丁，怕不够用，遂命军机大臣详细讨论，是否适当增加兵士的数量。雍正十年（1732年），西路军大本营要移驻穆垒，雍正皇帝经过慎重选择，定六月初四为移营的开始行动日期，在四月十三日命令军机大臣将日期通知岳钟琪，并要求务必将一切事宜提前留意准备完毕，但一定注意要谨慎周密，以防泄漏机密。随着时间的推移，军机处的办事范围扩大到所有的机要政事。
雍正每天召见军机大臣。寅时（3-5点）军机大臣、章京进入值房，辰时（7～9点）皇帝召见，如果有紧急事务，提前召见，每天召见一次，有时一天几次。军机大臣在接受皇帝召见后退回到军机处，按照皇帝面授的旨意，书写文件，基本内容是告诫臣工，指示用兵方略，检查核对政事，指责查问量刑处罚是否得当这些军国大事。撰批抄写完毕后，密封发出，叫做“寄信上谕”，因由内廷直接寄出，故又称“廷寄”。后经张廷玉规划，形成一套完善的制度。凡给经略大将军、钦差大臣、参赞大臣、都统、副都统、办事领队大臣、总督、巡抚、学政的，叫“军机大臣字寄”；凡给盐政、关差、布政使、按察使的，叫“军机大臣传谕”。字寄、传谕的封函表面都注明“某处某官开拆”，封口处盖有军机处印信，保密程度较高，且传递速度快捷。当面接受皇帝的口头旨意，起草抄写，发送上谕和圣旨是军机处的主要任务。军机处根据函件内容决定递送速度，函件封好口后交给兵部，由驿站来传递送达。凡是在信皮上标着“马上飞递”字样的，每天要走三百里；如果碰到紧急情况，则另外在信封上标有每天要走的路程里数，或者是四五百里，最快的是八百里。这种方式确保了中央政府指令的严格执行，传递的速度又比其他公文要快得多，提高了清朝政府行政机构的办事效率。另外，官员上奏的折子，皇帝亲自阅览批示后，在每天的寅、卯两个时刻发到军机处抄写副本进行存档。
军机处的规章制度大多数是由大学士张廷玉按照皇帝的意思草拟制定的，以后才逐渐完善起来。
军机处体制特殊，有官职没有官员，所有官员都是兼任的，没有专职官员。主管军机处的官员叫做军机大臣，具体办事的官员叫做军机章京。军机大臣俗称大军机，或者叫枢臣，从满、汉大学士、尚书、侍郎、京堂（即院、寺等衙门的堂官）内专门选定，或者是由军机章机提拔充当，没有确定的人数，一般三至十人。凡被皇帝特简到军机处兼军机大臣的官员，称为“军机大臣上行走”或“军机处行走”，资历浅的军机大臣称“军机处学习行走”或“军机大臣上学习行走”，待一二年熟悉业务后，再去掉“学习”二字。满汉军机大臣各以一个官员为首领，称领袖、领班、揆首、揆席、首席。军机章京开始时由军机大臣在内阁中书和六部司员内挑选任用，没有确定的官员。嘉庆四年（1799年）后，改由内阁、六部、理藩院保送中书、郎中、员外郎、主事、笔帖式等官，经军机处考取引见后，记录下名字等待递补，确定满族人、汉族人章京名额各为16人，后来又增加了额外的汉族人章京一到20名。兼军机章京的官员称“军机处司员上行走”或“军机处司员”，乾隆四十五年（1780年）后，一律改称“章京上行走”。军机章京分两班轮流当值，每班满、汉各八人，由军机大臣委派资深章京二员为每班的领班和帮领班。
军机大臣的任用，主要取决于他同皇帝私人关系的亲疏，不问出身，只用皇帝自己认为亲近可靠的人。雍正年间，担当过军机大臣的有怡亲王允祥、大学士张廷玉、蒋廷锡、鄂尔泰、马尔赛、平郡王福彭、贵州提督哈元生、领侍卫内大臣马兰泰、兵部尚书性桂、内阁学士双喜、理藩院侍郎班弟、銮仪使讷亲、都统莽鹄立、丰盛额等。他们的官职，由正一品至从四品，地位相差悬殊，但他们都是深得雍正信任的宠臣。军机大臣中，经常以官员品级高的、资历深的做“领班”，被称做首席、首揆、揆席，实际上军机处并没有正式的首长，军机大臣间也没有隶属关系，各自办理皇帝交办的事宜并单独向皇帝负责。军机处办公地点在皇宫之内，就在皇帝寝宫的旁边，替皇帝办理各种国家军政重要的事务，地位非常特殊。为了防范军机处权力过大危胁到皇帝的权力，军机处没有正式的官员，军机大臣、军机章京均为各衙门官员临时调来兼任，他们人虽在军机处，但编制和归属仍旧归属原来衙门。他们之间虽有上下级关系，但后者不是前者的绝对下属，很难结成死党，而且如果有专权或者超越自身权限的举动，随时都有可能被皇帝撤去军机大臣的职务。所以这些军机大臣只有绝对听从皇帝的命令。同时军机大臣奉皇帝的旨意撰写、草拟机要政务和用兵的重大军事命令，进一步削弱了内阁的权力，这样内阁就只是草拟一般平常事务的文件了。内阁的职责权限也被大大降低了。军机处从一开始就是为办理军务而设，雍正在任命满族人军机章京时又多是从议政处调来，因此使清初以来成立的专门负责处理军务的议政处也逐渐名存实亡。可见，军机处的设立，大大加强了君主专制的集权。