从1948年起，新疆民族军参照人民解放军的政治工作原则教育部队，官兵关系和军民关系改善。1949年9月，新疆和平解放。此时，新疆民族军共有5个骑兵团和3个步兵团，另外还有一个独立骑兵营和大约500人的后勤人员，总兵力达到14020人。拥有各种步枪9088支，短枪184支，轻机枪405挺，重机枪68挺，迫击炮66门，火炮12门，高射炮7门，掷弹筒55个，手榴弹14480枚，战马5522匹，运输马521匹，马车311辆，轻型坦克2辆，装甲车1辆，飞机42架（可以使用的有14架，即6架轰炸机和8架战斗机），军用车辆30辆。随后，中国人民解放军第一兵团进军新疆。民族军为接应人民解放军入疆，自玛纳斯河以西停战线分别进至东疆和南疆。1949年12月上旬，一部到达迪化与第一野战军第一兵团会师。1949年12月20日，中国人民革命军事委员会发布命令，将民族军改编为中国人民解放军，授予“中国人民解放军第五军”番号。1950年1月10日，新疆民族军在伊宁改编为中国人民解放军第五军，下辖两个步兵师和两个独立骑兵团，共1.3万余人。1950年1月起，新疆军区先后成立喀什军区、迪化军区、伊犁军区3个三级军区。其中，伊犁军区由第五军军部兼，下辖伊宁军分区、塔城军分区、阿山军分区。