因此刘重元在崇祯三年担任职方司主事之后，在历任尚书的支持下对职方司进行了大范围的改革和拓展。职方司原本只是掌管各省之地图、军制、城隍、镇戍、征讨等事；天下要冲险要，各地方官都要各画图本造册送职方司；同时，朝廷重大军事决策，皇帝倚赖兵部尚书，兵部尚书则商量于职方司。
刘重元到职方司之后，首先大力加强了军事情报工作，亲自率领职方司上下大小官吏出去搜集大明敌人的资料，探访从辽东和陕西前线回来的文官武将乃至商人难民，详加询问一切有用的情报并记录下来，然后就是没日没夜的筛选情报，然后分类整理归纳总结，为东虏、蒙古和各大流寇建立了庞大的资料库，随时备皇帝和兵部尚书以及其他相关官员咨询查阅。
这还只是基础性的资料库建设，在尝到了甜头之后，皇帝和兵部也大大加强了职方司的支持，拨款给职方司在宁远、皮岛和西安等地相继建立情报站，招募举人秀才军官商民各色人等为碟探，专司情报收集工作，到崇祯十一年职方司情报处已经将情报站扩展到开封、济南、江宁、武昌、成都、大同等十余座城市，拥有专职情报人员两千多人，每年经费高达三十余万两白银，使职方司成为大明六部最显赫最庞大的清吏司。
在强大的情报支持下，刘重元又成立了参谋处，专门分析敌军的动向，分析其用兵的方向、规模和目的，进而提出明军的应对方案，通常刘重元会提出两到三种方案，并列出各自的优点和缺点，供皇帝和兵部尚书参考。而往往之后敌军的动向印证了职方司判断的正确。
依靠着情报处和参谋处出色的工作，刘重元在朝野声名鹊起，随着对东虏战事和剿灭流寇战事的越演越烈，皇帝和兵部也越发倚重，原本早就应该升迁的刘重元也一次次耽误下来，八年时间一直担任职方司郎中一职，直到去年由杨嗣昌提议擢升兵部右侍郎衔仍管职方司，获得了皇帝和朝廷上下的一致赞同。
刘重元的两个最重要助手，职方司员外郎陈子壮和吕大器分别领情报处和参谋处，另有一名员外郎孙昌龄主管职方司原来的事务。原本职方司有六名郎中，到现在已经增加到了十一名，归属于情报处的有四人，两人分别负责后金情报和流寇情报的搜集，一人负责搜集来的情报的研判，一人负责情报整理归纳存档也就是情报库的维护；归属于参谋处的有三名郎中，一名负责监控后金动向并作出战略研判，一名负责监控流寇动向并作出战略研判，最后一名负责提出官军的应对战略部署。
孙昌龄也领导三名主事，仍然负责职