宏启十六年，处死章泽权后，连生开始对中央机构进行了全面而彻底的改革。
在行政上，取消中书省，废除丞相，把原来六部的品秩提高，直接向皇帝负责，至此存在了一千五百年的丞相制度终结。连生先是以四辅官制代替中书省，宏启十九年又设内阁大学士，秩仅五品，作为秘书机构协助皇帝处理政务，成为大旸的内阁和雏形。后来内阁大学士逐渐成为真正意义上的宰相，类似于今天的常委。
在军事上，宏启十七年，分大都督为中、左、右、前、后五军都督府，每府设左右都督为长官，五军都督府只管军籍、军政但无权调兵，皇帝本人通过兵部行使调兵权。军队归各卫所，战时都督府出将任总兵，卫所出兵，战后总兵回府，兵归卫所，形成“将不专军，军不私将”的局面。
在司法上，宏启十九年四月，把亲军都尉府及下设的仪鸾卫改为锦衣卫，下设镇抚司，有监狱和法庭，除负责侍卫、仪仗外，还从事侦察、缉捕、审判等工作，成为皇帝意志的直接执行者。宏启十九年十月，将原御史台改为都察院，充实了机构，加强了职能，设左右都御史为长官，与六部长官合称七卿，下设十三道监察御史负责监察文武百官，使之成为“天之耳目风纪之司”。
为了防止刑部、督察院以及军事法庭徇私枉法，连生将大理寺作为复审机构，类似今天的最高法院，凡大案都由刑部、督察院、大理寺合议，使司法部门也互相牵制，而不能由某一个部门独断专行。刑部相当于公安系统，都察院相当于检察院系统。
在此之前的宏启九年，地方政府的机构改革己经完成，各行省平章取消，称为布政使司，类似今天的“省长”，为各行省最高长官，下辖州府知府、同知、县丞等不变。改行中书省为承宣布政使司，设左右布政使各一人，每个布政使司大约相当于原一个行省的面积，故习惯仍称行省，俗称省。设提刑按察使司，设按察使一人，掌管司法。设都指挥使司，置都指挥使，掌管军事。这样原行中书省的权力一分为三，三司互不统属，各对上级中央单位负责。
都察院下设十三道监察御史，一个布政使司有一个道，也可以说一省一个道，共设御史一百一十人，御史只是七品小官，但职权很大，经济、行政、军事、治安、司法、科考等等无所不监，其中巡按职权更大，代天子巡狩，出使到地方的巡按御史代替皇帝巡视，大事上奏皇帝裁断，小事可自行处理，类似今天的纪检委及巡视组。这种以小制大的方法的原理是职、权分离，可以防止监察者坐大，是一个创举。谁来监察那些监察别人的人呢，连生采取的办法是让他们互相监察，御史之间可以相互弹劾，这样监察者一身也变成了被监察者，防止产生绝对的权力和严重的腐败。
通过上述改革，连生把行政、军事、司法大权真正集于一身，一个廉洁、高效、相对透明的中央决策机构建立完成。这些制度创新，很多都值得后世研究效仿，内阁制则是世界性的伟大创举，独树一帜。
鉴于皇子们多数已长大成人，留在金陵无所事事只会增加是非，尤其是对太子行政权威造成干扰，连生决定分封皇子，借朝议的机会，连生表白道：“天下之大，必建藩屏，上卫国家，下安生民。今诸子既长，宜各有爵封，分镇诸国。朕非私其亲，乃遵古先哲王之制，为久安长治之计。”
长子，连成校为太子：名为皇后周可馨所出，实为贤妃马翠儿所出。娶林茂生之女林云轻为太子妃，得一女名连涔，与罪臣任天一之女任瑟芬有私生子名连庆文。
次子，连成林封秦王：宁妃郑依玲所出。封地在西安一带。娶郑化强之女郑笑筱为妻。
三子，连成朴封晋王：宁妃郑依玲所出，贵妃郑如琪抚养其长大，郑如琪逝世时，连生将连成朴过继给郑如琪为子。封地在太原一带。娶郭子明遗孀郭茹雪为妻，世子连济禧。
四子，连成棣封燕王：皇后周可馨所出。封地在北平一带。娶宋达之女宋谊蓉为妻，世子连崇知。
五子，连成枢封周王：贤妃马翠儿所出，封地在开封一带。娶连大洪之女连宁为妻。
六子，连成柯封辽王：淑妃蒙菲儿所出，封地在辽宁一带。娶郑宇青之女郑吉予为妻。
七子，连成梓封齐王：淑妃蒙菲儿所出，封地在青州一带。娶鲍有幸之女鲍文敏为妻，世子连敦勋。
八子，连成榛封鲁王：宁妃郑依玲所出。封地在兖州一带。因沉迷仙道之术，连生为示惩戒，封其为“鲁荒王”，早逝。娶长兴侯秦伯民之女秦悦为妻，世子连庆辉，袭“鲁靖王”位，郑依玲痛定思痛，用心抚养连庆辉，连庆辉深受连生喜爱。
九子，连成柏封代王：淑妃蒙菲儿所出，封地在大同一带。娶裘士礼之女裘雨为妻。
十子，连成杉，顺妃王羽婷所出，娶卫良之女卫秋灵为妻，涉章泽权案自杀。未获封。
十一子，连成枚封蜀王，惠妃李碧瑶所出，封地在成都一带。娶兰玉之女兰紫萱为妻。
十二子，连成柞封楚王，顺妃王羽婷所出，封地在武昌一带。娶王弼之女王聘为妻。
之前已封周定己之子周炜为忠继侯，世袭太平。
郑宇化之子连守谦封为靖江王，世袭桂林。连守谦是唯一一位外姓王。
连生的分封与历代相比，区别在于各亲王不分封土地，不直接过问民事，按照规定，诸王没有实权，虽分封各地，拥有爵位，但藩府之外，没有封地和臣民，由朝廷颁给“宗禄”，只能拥有少数护卫军。这叫“列爵而不临民，分藩而不赐土”。
但是根据《祖训录》的规定，他们依然享有军事行政的巨大权力：藩王封地内的地方官员每月初一、十五都要朝见藩王，报告各自管辖的政务，若藩王认为需要，对上述长官也可以随时召见，查询地方利弊得失。
在军事上，除亲自指挥的三护卫之外，也参与地方军队的控制与调动。遇有战事，朝廷调发军队，要同时发布两道命令，一道给镇守军官，一道给藩王，镇守官只有在同时接到两道命令才能发兵，如果镇守官只收到朝廷的命令，必须立即向藩王报告，如果有人阻拦，以奸恶论处。换言之，连生对皇子封王的核心目的，在于控制兵权，拱卫边防。