政区内及内蒙古东部的陆、空军部队作战指挥和所属部队的军事、政治、后勤工作，领导辖区内的民兵、兵役、动员工作和战场建设。军区机关驻沈阳市。2016年在深化国防和军队改革中撤销，由新成立的北部战区接替。
沿革.1945年10月9日，中共中央批准在沈阳组织东北临时性军事指挥机关“东北军区司令部”。同年10月31日，东北军区司令部改编为东北人民自治军总部。东北军区司令部和后来的沈阳军区没有渊源关系。1948年1月，东北民主联军改称东北人民解放军，东北民主联军总部改为东北军区兼东北野战军领