到了光緒初年，總兵署已歷200多年，殘破傾圮十分嚴重。光緒九年，新上任的馬蘭鎮總兵官英廉“目睹署內房間殊不觀瞻，若不設法修整，幾無辦公之所。”（《昌瑞山萬年統志》下函·卷五）清王朝到了光緒年間，國事日非，財政困難，國庫空虛。英廉深知國家的難處，沒有奏請動用國家正帑維修總兵署，而是採取了捐獻的方法籌備資金。英廉首先把自己的養廉銀捐獻出來。在他的帶頭下，許多綠營官員也紛紛捐獻銀兩。在英廉的主持下，利用這些捐銀對總兵署進行了大規模的全面修繕。有的建築拆除重建，有的進行揭瓦，有的進行改建，同時還增加了一些建築，連圍牆都進行了維修。工程歷時5年之久。經過這次大規模維修，總兵署煥然一新。
總兵署的建築布局是這樣的：大門外有石獅一對，旗桿兩根，擊鼓樓分列門前左右。大門迎面有一座巨大的照壁。大門面闊5間。大門東有瓦正房5間，其中東為號房，西為旗牌房。大門西有瓦正房6間，其中東為差官房，西為軍牢房。大門內迎面有儀門一座，東西角門各一座。儀門內東西廂房各3間。東廂房為銀庫，西廂房是伴當房。大堂5間，西有耳房2間，是巡捕官廳。後屏門一座東西廂房各3間，均為郭什哈房。二堂5間。後宅門一座，東西廂房各3間。三堂5間。後屏門一座、西廂房3間。四堂5間。上述從大門到四堂這一系列建築是整個總兵署的中路。在中路兩邊還有東、西兩路院落。大門內西側有西屏門一座，進西屏門就到了西路。第一進院落是科房院，有正房5間，為辦公之所。有西房2間。正房後有卷房5間。卷房與中路的大堂在東西一條直線上。卷房北有正房5間，為西書房。這5間房與中路的二堂在一條線上。西書房北有正房6間，為內書房，與中路的三堂在一條線上。總兵署的西北角有生觀樓一座。
進大門的東屏門就到了東路。有茶房3間，與中路的二堂為一條脊。茶房後有內廚房3間，與中路的三堂為一條脊。內廚房東面有3間大廚房。東北角有更房2間，稍南有土地祠一座，又南為馬圈，有馬棚3間、車棚3間。有西廂房3間，耳房1間。馬圈的東北方向有馬王廟一座。
在東路以東還有一個跨院，是練習射箭的場地。有箭亭一座、正房3間、西廂房3間。西廂房前檐接出抱廈1間，總兵官在抱廈內檢閱射箭。西廂房以南有2間草房，是養雞的所在。以上共有瓦房120餘間，圍牆600餘米。
