По достижении 15 лет способнейшие оставлялись в школах еще на 3 года для усовершенствования, остальные назначались на службу в войска. В 1758 г. повелено было причислить к Военному ведомству и распределить по гарнизонным школам всех солдатских детей. В 1798 г., одновременно с учреждением в Петербурге военно-сиротского дома, гарнизонные школы были переименованы в военно-сиротские отделения на 16 400 воспитанников.
В 1805 г. последовала их реорганизация, причем всем солдатским детям было присвоено наименование
В 1824 г. военно-сиротские отделения поступили в ближайшее заведование главного начальника военных поселений графа Аракчеева, а два года спустя были преобразованы в роты, полубатальоны, дивизионы, эскадроны и батальоны военных кантонистов. Уровень даваемого образования в этих учреждениях был спущен ниже уездных училищ, а на первое место была выставлена подготовка воспитанников к солдатской службе. В течение всего царствования императора Николая I число этих учебных заведений и их воспитанников постоянно увеличивалось.
Наряду с ротами и батальонами, где обучали только грамоте, мастерствам и фронту, разновременно появились специальные школы кантонистов: аудиторская, артиллерийская, инженерная, военно-медицинская, школа топографов и др.; общее количество воспитанников достигло 36 000, к 1857 г. существовало 52 учебных заведения военных кантонистов, по одному почти в каждом губернском городе.
Право преимущественного помещения в учебные заведения военных кантонистов принадлежало дворянам, чиновникам и духовенству, однако выходцы из подобных сословий всегда составляли самый ничтожный процент среди кантонистов. Законные и незаконные дети солдат были обязаны поступать в школы кантонистов в возрасте от 10 до 14 лет и получать там свое образование. Обучаться же в каких бы то ни было гражданских школах и училищах им строго запрещалось.
Кроме солдатских детей в школы кантонистов, на основании постепенно издающихся постановлений, направлялись сыновья бедных жителей Финляндии и цыган, там кочевавших; польских мятежников; шляхтичей, не доказавших свое дворянство; раскольников; беспризорных детей и малолетних евреев-рекрутов. Поэтому указание в биографиях многих выдающихся людей России «из кантонистов» вовсе не означало, что они по вероисповеданию иудеи, а по происхождению евреи, но только то, что они не из солдатских детей.
Евреи, согласно указу Николая I о введении для них воинской повинности (26 августа 1827 г.), брались в рекруты с 12 лет. Еврейские дети-рекруты до 18 лет направлялись в батальоны кантонистов, откуда большинство их попадало в школы кантонистов, и немногих определяли в села на постой либо в ученики к ремесленникам. Годы пребывания в кантонистах не засчитывались в срок военной службы (25 лет) как евреям, так и не евреям.
Квота призыва для еврейских общин составляла десять рекрутов с одной тысячи мужчин ежегодно (для христиан – семь с одной тысячи через год) (призыв объявлялся только на один из четырех призывных округов, т. е. каждые 4 года для каждого отдельного округа). От общин, кроме того, требовали расплачиваться «штрафным» числом рекрутов за податные недоимки, за членовредительство и побег призывника (по два за каждого), причем разрешено было пополнять требуемое число призывников малолетними.
Еврейские и другие общины предпочитали сдачу требуемого числа призывников из числа сирот, которые были для общины обузой, в кантонисты, нежели взрослых, как правило, уже женатых мужчин в рекрута, и оставление их семей на попечение и содержание общины.
Роты, батальоны и школы могли, однако, давать воспитание едва десятой части кантонистов, так как к кантонистам причислялись сыновья солдат, не только прижитые на службе, но и по увольнении в отставку, равно незаконные сыновья солдатских жен и вдов и даже подкидыши к нижним чинам.
Институт кантонистов состоял в самой тесной связи с крепостным правом, одним из оснований которого служил принцип принадлежности лиц податных состояний или помещикам-дворянам, или учреждениям и ведомствам.