宋时,实行募兵制,分为禁兵(健壮者)、厢兵(弱小者)、乡兵(属县地方武装)三级。北宋雍熙四年(987)4月,置婺州保宁军节度。庆历年间,在婺州募健男或选厢军编为禁军,置宣毅指挥,隶属三衙中的待衙司骑军。皇祐三年(1051)置浙东路钤辖司。建隆至熙宁前(960-1068),婺州有崇节、清务、山场斫军、船务、剩员指挥。熙宁至北宋末(1068-1127),有水军、清务、船军指挥。熙宁三年(1070)12月,改宣毅为威果,属待衙司步军。宣和二年(1120),改为东路安抚使。徽宗时期,政治腐败,民不聊生,爆发方腊起义。宣和三年正月二十八日,攻陷兰溪,同日攻克婺州城。四月,宋军收复婺州。
南宋时,婺州禁兵制置有威果、雄节、武卫、威捷指挥,宋厢军以指挥为单位分驻各地。宋在城西五里婺女乡王家坞设有三县(金华、武义、兰溪)巡检寨。距义乌石斛桥25里有四县(东阳、义乌、永康、浦江)巡检寨。婺州厢乡有崇节、清务、山场、牢城指挥。金兵南下,宋军以成皋、杨勍为首的散兵游勇先后骚扰婺州。婺州多次爆发小规模农民起义。建炎元年(1127),浦江县何三五、永康县民、兰溪县僧居正起义。添置东路马步军副都,总管兵马钤浙东南诸将。建炎三年,始由知州兼任兵马钤,武臣为副兵马钤。成皋起义,后受招抚。绍兴三年(1133),知州不兼兵职,副兵马钤改为兵马都监。绍兴十年,东阳县谷上元等起义。景定四年(1263),武义山民起义。咸淳末,金华县民起义。
南宋末年,婺州还发生过抗击蒙古军的激战。德祐二年(1276)正月,元兵迫近临安,驸马都尉杨镇等奉二王(益王赵昱、广王赵昺)命走婺州。不久知婺州刘怡降元,二王走温州。景炎元年(1276)8月,秀王与泽围攻婺州,后闻元兵至而解归。邑人自发抗元。婺、衢二州降后复叛,章焴自为婺守。宋朝叛将取婺州,擒斩章焴,婺州落入元军之手。
元朝建立后,实行世袭制,兵员来自军户。官府指定承担兵役义务的人户,有蒙古军户和汉军户。不断加强对军事要地婺州的布防,实行武力镇压。婺州设有浙东道宣慰司都元帅府。至元二十七年(1290)11月,江淮省请还万户札忽带一军戍绍兴和婺州。至元二十九年,分绍兴路蕲县翼万户镇婺。皇庆元年(1312),置达鲁花赤万户,领千兵翼19个,其中7个翼分镇处州。调蕲县翼往驻庆元,再以庆元路沿海翼上万户镇婺,各县(州)都有镇守千户所。
在蒙古贵族统治下,婺州路民族矛盾十分尖锐,仅在忽必烈统治时期就爆发多次农民起义。至元二十三年(1286),永康县陈选四等起义。次年,婺州路柳分司起义。至元二十六年(1289),台州杨镇龙起义军攻东阳、义乌。是年,叶万五率众万余人攻下武义县,杀千户1人。至正十六年(1356),兰溪州的沿海翼兵也起兵反元。至正十八年10月,胡大海等攻取兰溪,继攻婺州,久不下。12月,朱元璋亲率大军攻婺,大破元军于梅花门外,生擒元将季弥章。朱元璋入城后,置金华翼元帅府,改婺州路为宁越府。胡大海在八咏楼为叛将蒋英杀害。
明朝,军事上实行卫所制。兵役制度为征集制,后改为招募制。洪武元年(1368),改金华翼元帅府,置金华、归安二卫。洪武三年,置安华守御千户所,设正千户1人,副千户2人,辖百户所10个。正统十三年(1448)10月,金华府爆发陶德义等人领导的大规模宣慈矿工起义。嘉靖年间,倭寇进犯东阳、永康、浦江。崇祯十六年(1643)12月,东阳许都发动“白头兵”起义,被镇压。