群在新疆的民族、宗教问题政策左倾，被撤销分局书记职务，1953年担任中国人民解放军铁道兵司令员兼政委。1955年王震开始在黑龙江建立军垦农场，主持开垦北大荒等拓荒事业。1955年被授予中国人民解放军上将军衔，并获一级八一勋章、一级独立自由勋章、一级解放勋章。后被任命为中国人民解放军副总参谋长。1956年，任中华人民共和国农垦部部长。于“文化大革命”时期受到冲击，但得毛泽东力保。1975年四届人大会议上被任命为国务院副总理。但对“文化大革命”持不同意见，并多次要求邓小平复出。
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