第一野战军为贯彻中共中央军委关于解放大西北的战略部署，7月开始向西北国民党统治区深远后方进军。至9月，先后发起扶眉战役、陇东追击战和兰州、宁夏、河西战役，给胡宗南集团以沉重打击，迫使其退守秦岭，全部歼灭国民党西北军政长官马步芳和副长官马鸿逵所部，解放了陕西、甘肃、宁夏、青海4省。9月25-26日，国民党新疆警备总司令陶峙岳和新疆省政府主席鲍尔汉先后通电起义，新疆和平解放。10月10日至11月初，王震司令员率第1兵团部及第2、第6军以空运、车运和徒步行军方式进驻新疆。11月26日至12月中旬，第18兵团及第7、第19军在贺龙司令员指挥下，向秦岭以南追歼胡宗南部，相继解放武都、汉中、安康地区。至此，西北5省全部解放。嗣后, 贺龙率第18兵团配合第二野战军进军四川，后归西南军区建制。第一野战军部队即转入清剿残匪，屯垦戍边。

1949年11月30日，中共中央军委决定，第一野战军与西北军区合并，称中国人民解放军第一野战军暨西北军区。彭德怀任司令员，习仲勋任政治委员，张宗逊、赵寿山任副司令员，甘泗淇任副政治委员兼政治部主任，阎揆要任参谋长，王政柱、韩练成任副参谋长，张德生任政治部副主任。下辖第1兵团(兼新疆军区)、第2兵团(兼甘肃军区)、第19兵团(兼陕西军区)，第1军和第65军分别兼青海和宁夏军区。12月下旬，新疆国民党军起义部队改编为中国人民解放军第22兵团，陶峙岳任司令员，王震兼政治委员，辖第9军(赵锡光兼军长，张仲瀚任政治委员)及骑兵第7、第8师。1950年元月，长期坚持新疆革命斗争的民族军，改编为中国人民解放军第5军(列斯肯任军长，顿星云任政治委员)。在此之前，于1949年9月，国民党甘肃省保安副司令兼师管区司令周祥初起义部队，改编为中国人民解放军西北独立第1军，周祥初任军长，张希英任参谋长；同月，国民党军第81军起义部队，改编为中国人民解放军西北独立第2军，马惇靖任军长，甄华任政治委员，12月，起义之国民党军第119军改编为中国人民解放军西北独立第3军，蒋汉诚任军长，黄忠学任政治委员。上述部队均隶属第一野战军建制。1950年4月，根据中共中央军委决定，第一野战军和兵团番号撤销，所属部队归西北军区建制。

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