Varuskunnan toinen rakennusvaihe sai alkunsa ensimmäisen maailmansodan uhkasta. Vuosina 1900–1915 rakennettiin noin parikymmentä punatiilistä rakennusta, joista valtaosa on edelleen olemassa.
Venäjän keisarikunta oli mahtavimmillaan, mutta laajan alueen puolustaminen vaati paljon varoja ja työtä. Samantyylisiä punatiilisiä kasarmirakennuksia rakennettiin kaikkialla valtakunnan länsiosiin Vaasasta Baltiaan ja Puolan eteläosiin asti. Vaikka mallit olivat yhteiset, rakentamassa oli Hyrylässäkin pääasiassa paikallista väkeä.
Varuskunta-alue laajenee itään
Toisessa rakennusvaiheessa varuskuntaa laajennettiin pääosin nykyisen Järvenpääntien itäpuolelle. Komealle paikalle harjun laelle nousi kaunis ortodoksinen kirkko. Sen alapuolelle valmistui vuonna 1906 kaksikerroksinen upseerien asuinrakennus (myöh. varuskuntakerho, nyk. ravintola Kerho).
Puisten hevostallien taakse rakennettiin neljä punatiilistä rakennusta. Leipomo ja ruokala rakennettiin niiden ja puukasarmien välimaastoon. Esikunnan hevosetkin saivat uuden tiilestä rakennetun tallin.
Tiilivaruskunta näkyy Hyrylän keskustassa
Silloisen keskuskentän pohjoispuolelle – siis nykyisen Hyrylän keskustan alueelle – alettiin rakentaa sairaalaa ja erillistä pienempää rakennusta tarttuvien tautien osastoksi. Kun rakennukset valmistuivat 1915, oli suurin osa sotilaista jo ensimmäisen maailmansodan taisteluissa. Suurta sairaalaa ei enää tarvittu ja taloihin tuli upseerien asuntoja. Itsenäisessä Suomessa rakennus oli esikuntakäytössä aina vuoteen 1969 asti. Kun keskusta-alue rakennuksineen siirtyi Tuusulan kunnalle, kunnostettiin isommasta rakennuksesta Tuusulan pääkirjasto. Nykyisin siinä toimii Tuusulan taidemuseon Taidekeskus Kasarmi.
Suurin osa tiilikauden rakennuksista on edelleen olemassa. Entinen ruokala purettiin 1990-luvulla, kun Tuusulanväylää rakennettiin ja Järvenpääntien linjaus Hyrylän kohdalla muuttui. Punatiilinen ortodoksikirkko purettiin jo 1958.
Hyrylän keskustan pohjoisosan yleisilme muistuttaa varuskunnan punatiiliarkkitehtuurista ja kertoo alueen sotilasperinteestä.