En février 1999, Ali Bongo Ondimba est nommé Ministre de la Défense nationale. Dès sa prise de fonction, son principal défi est de transformer l'armée gabonaise en O.R., ce qui signifie qu’elle est Opérationnelle et Républicaine.

Il considère en effet « qu'au Gabon, l'armée en O.R. de demain sera une armée qui, au-delà de sa capacité opérationnelle, est avant tout une armée républicaine ; c’est-à-dire une armée au service du développement. Pour cela, les populations doivent percevoir de façon concrète l'importance de leur armée dans les activités de la vie courante. »

Conscient de la tâche que lui a confiée le Chef de l'Etat Omar Bongo Ondimba, le Ministre de la Défense mettra en place trois axes d'effort s'appuyant sur trois corps : le génie militaire, la santé militaire et le prytanée militaire.

À travers un génie militaire gagnant en efficacité, l'armée gabonaise participe ainsi à la réalisation des grands travaux de construction, notamment dans l'aménagement du réseau routier des zones isolées.

En décembre 2005 est inauguré l'hôpital militaire de Libreville, doté des toutes dernières technologies, et qui fait à ce jour la fierté du pays.
Voyant le Gabon doté de la structure hospitalière la plus performante de toute l'Afrique centrale ainsi que d'une grande popularité des militaires auprès des populations locales (qui ne pensaient pas trouver autant de médecins en uniforme), Ali Bongo Ondimba exprimera sa satisfaction et sa fierté en estimant que « les militaires ne font pas que la guerre mais peuvent préparer la paix, et peuvent aussi soigner des gens ».

Adepte de l'effort et du mérite, Ali Bongo Ondimba entame la construction d'un Prytanée militaire à Libreville, achevé le 5 novembre 2001. Considéré comme un établissement d'élite, le Prytanée militaire admet ses élèves uniquement sur concours. Une fois admis, les élèves sont entièrement pris en charge par le budget de la Défense nationale.
L'enseignement y est très exigeant. La barre de passage est fixée à 13/20 et aucun redoublement n'est toléré.
Ouvert depuis près de 8 ans, le prytanée militaire de Libreville, qui a préparé l'an dernier sa première promotion de bacheliers, est aujourd'hui l'une des plus belles contributions de l'armée à la formation de la future élite civile et militaire du Gabon.

Avec de tels résultats, le modèle gabonais d'armée en O.R., défendu par Ali Bongo Ondimba, pourrait bien faire office d'exemple à travers l'Afrique. 

Ali Bongo Ondimba gagnera, au-delà de sa dimension nationale, une envergure internationale à travers des périodes de crise comme l’incident territorial avec la Guinée équatoriale ou le rapatriement des ressortissants gabonais du Tchad où il saura prendre des décisions rapides et efficaces.