1949年12月17日，以中国人民解放军第一兵团为基础于迪化（今乌鲁木齐）组建新疆军区，当时为二级军区，隶属中国人民解放军第一野战军暨西北军区建制。司令员兼政治委员为彭德怀，副司令员为王震、陶峙岳、赛福鼎，参谋长为张希钦，政治部主任为徐立清。时辖中国人民解放军第二十二兵团、迪化军区、伊犁军区、喀什军区，隶属西北军区建制。

1950年2月，新疆军区成立喀什军区、迪化军区和伊犁军区，分别由中国人民解放军第2军、中国人民解放军第6军和中国人民解放军第5军兼，为三级军区。

1954年10月，中国人民解放军第二十二兵团机关与新疆军区生产管理部合并组成新疆生产建设兵团。

1955年5月，新疆军区从西北军区划出，升格为大军区，直属中国共产党中央军事委员会领导。