力汗为团长。

4月，民族军主力在苏联红军的步兵、炮兵、装甲车和飞机的支援和参战下开始向迪化进军，到9月将战线推进到距离迪化仅150公里的玛纳斯河西岸。

在南疆，苏联顾问纳斯洛夫和阿巴索夫直出天山，进攻库车，在阿克苏一带和国民党军队展开拉锯战。

在蒲犁，以苏联的托合托米什为基地的游击队在苏联军事顾问的带领下夺取了蒲犁等地，成立了蒲犁专署和蒲犁革命军总指挥部。建立了柯尔克孜和塔吉克两个团。每个团有2连，共有大约400人。

蒲犁的游击队在成立蒲犁专署后，开始向英吉沙、喀什、库车进军。10月，游击队和国民党守军对峙在这些地区，这时国民党和谈代表张治中开始和三区代表进行谈判，由于谈判直接涉及蒲犁对喀什的进攻，根据这一变化，在蒲犁的苏联军事顾问和军事人员奉命回国。但是蒲犁游击队并非因此放松对喀什、莎车的进攻。1946年3月，民族军派遣伊斯哈克伯克率领400多名武装人员经苏联从伊犁来到蒲犁，准备再次进攻莎车、库车和喀什。由于和谈成功，6月，伊斯哈克伯克率几乎所有的游击队员返回伊犁。至此，三区在新疆的军事行动告一段落。这时候民族军总兵力达到29000多人，部队包括：

A、总司令部直属部队（全部驻防伊宁）：

1、骑兵营700多人，营长纳斯罗夫·扎克尔

2、警备大队500多人，负责警戒各政府机关。

3、伊宁后卫一团1500人，团长廓列别阔夫

4、伊宁后卫二团1500人，团长费达耶夫

5、伊宁后卫四团，团长卡里别克，人数不详

6、果子沟骑兵三团。团长列斯肯（俄罗斯族）

B、​​中线指挥部：

民族军总指挥鲍里诺夫兼任中线指挥官，参谋长伯尔尼（俄罗斯族）。兵力10000余人，下辖：

1、步兵第一旅（玛纳斯西岸），旅长莫古特诺夫，政委马尔果夫。

2、步兵第二旅（玛纳斯西岸），旅长皮达尤夫，政委毛拉洪。

3、独立迫击炮营（玛纳斯西岸）。

4、塔城骑兵第六团（石河子）团长杜桑别阔夫·卡依萨，副团长加尔各答·巴巴黎阔夫，参谋长沙木·沙比托夫（牺牲后由哈萨克人努尔兰·别盖巴耶夫接替），政委阿不都拉克汗·约尔肯。

5、巩留骑兵第五团（乔坎）。

6、巩留骑兵第七团（乔坎），团长玉素甫汗·昆拜，副团长买特尼亚扎洛夫·土尔孙（柯尔克孜人），1200多人。

7、独立骑兵旅（玛纳斯西岸，下辖额敏骑兵第四团和二台骑兵第三团），旅长列斯肯，政委木拉克加力。

8、回族骑兵第十团（石河子），团长马索尔（回族），600多人。

9、蒙古族骑兵第八团（沙湾），团长叶儿迪（蒙古族），政委叶蔑诺夫·托克特，870人。

10、步兵第四团（安集海）。

11、通讯连（石河子）。

12、锡伯大队，大队长纳尔巴诺夫，政委米尔提桑，170多人。

C、南线指挥部：

民族军副总指挥伊斯哈克伯克兼任指挥官。下辖：

1、骑兵第一旅（昭苏），伊斯哈克伯克兼任旅长。

2、骑兵第二旅（尤鲁都斯），旅长努尔巴也夫，政委达卡也夫。

3、特克斯骑兵第一团（穆扎尔达阪），团长买吾列诺夫（柯尔克孜人）。

4、特克斯骑兵第二团（夏塔），诺阿比亚耶夫（柯尔克孜人）。

5、特克斯骑兵第三团（昭苏），波尔格耶夫（塔塔尔）。

D、阿山地区：

独立骑兵团，团长达列力汗。

此时三区民族军总兵力根据民族军司令部干部处处长玉素甫汗·昆拜的记录，“全军共有29650人，战士中60%为哈萨克人”。霍斋·松哈什在他的回忆文章《三区革命武装力量简述》中提到：“作战期间，由苏联而来的俄罗斯族、哈萨克族、柯尔克孜族、塔塔尔族军官是三区革命军军事技术的传播者。三区民族军共17个团，其中13个团是骑兵团，2个独立骑兵师，5个步兵旅”。

三区民族军和国民党军队对峙在玛纳斯河沿岸，国民党守军调集大批部队，“死守大迪化”，国民党第八战区副司令长官兼参谋长郭寄鞽奉命抵达迪化，将第46师部署在绥来，在这里成立前线指挥部，第46师师长徐汝诚担任指挥官，以玛纳斯河为第一道防线。谢义锋的新2军军部由绥来迁移到景化（今天的呼图壁）为第二道防线。从青海赶来的整编骑兵第1师（马呈祥）接替暂编第3师的防地，进驻迪化、景化一带；暂3师调往焉耆。第43军杨德亮指挥的新45师加强伊吾、哈密的防守，其中徐达率领新45师一部防守在七角井。

尽管如此，国民党第八战区司令长官朱绍良仍然十分担心迪化将不保，在战事最危急的时候，朱绍良曾经八小时内给蒋介石连发三份急电“……内乏可用之兵，外无一旅之援……迪化危在旦夕，卑职惟有以身殉职，与国土共存亡，上报党国……恳请钧座速筹良策”，在这种情况下，国民党政府顺应抗战胜利后全国和谈的潮流，开始通过苏联的斡旋与三区政府进行和谈。1945年7月5日，蒋介石在一次关于中苏会谈的讨论会上提出：“苏联政府如果能保证中国对东北和新疆的领土和行政主权，对中共和新疆变乱不再作任何支援，中国政府才考虑苏联有关外蒙的要求”。会议后，蒋介石向在莫斯科与苏联谈判的宋子文连发两道密电，指示可以“允许外蒙战后独立”，但苏联必须承认“东北领土主权和行政之完整，对中共及新疆变乱不再做任何支援”。宋子文根据蒋介石的电令，向史达林提出，苏联政府如果能在帮助中国评定“新疆变乱”等问题上作出承诺，中国政府可以在外蒙问题上作出让步。史达林表示，无论延安、新疆均服从蒋委员长的领导，苏联只支援国民政府，可以根据中国政府的要求发表声明，并答应宋子文关于制止从苏联往新疆“偷运”武器的要求。《中苏友好同盟条约》签订后，1945年9月，莫洛托夫和王世杰在伦敦就“新疆伊犁事件”磋商时表示，这个事件是临时现象，不久就可以平息，于是在得到苏联的保证后，蒋介石开始在公开场合表示“愿意和平解决新疆问题”。

和谈进行了将近半年，在1946年4月终于达成协定，新疆进入了短暂的和平时期。三区政权也随即发生重大变化，在苏联直接干预下，三区临时政府高层人员中的一部分封建势力、宗教人士和泛突厥人士被清除出领导层，原临时政府主席艾力汗在一天夜晚被苏联驻伊犁领事请进领事馆参加联谊会，随即被扣押并迅速送入苏联（后来不知所终）。三区政府的核心现在由从苏联学习归来的进步人士组成，首脑为拥护统一和民族团结的阿合买提江·哈斯木（伊宁人，早年去苏联莫斯科东方大学学习，回国后被盛世才关押进监狱，1944年10月出狱后既参加伊犁革命，逐步进入临时政府高层，后担任和谈代表，和谈后任新疆联合省政府副主席，1949年接受毛主席邀请，在赴北京参加政协会议途中因飞机失事去世，年仅38岁）和阿巴索夫。

三区民族军在和谈后根据协定被改编为6个团：其中步、骑各3个团，这些部队分别驻扎在伊犁、塔城、阿山境内。后来随着后来事态的发展，三区民族军这个称号及其军衔、服装在三区内部依然沿用。1946年12月1日，和谈后成立的伊犁专署机关报刊登了民族军政治部就征兵工作发布的《告全体同胞书》，内中指出：“我们不但要保留民族军，而且还要在阿克苏、喀什等地组建民族军”。新疆主席张治中也承认这点，他在自己的回忆录中说：“本来三区对军事条款规定，当初有相当诚意付诸实施；可是因为阿山问题（即国民党支持乌斯满背叛三区，转而进攻三区的阿山事件）的发生，一切遂陷入停顿。”1947年夏天，民族军突破了国民党的限制，扩大编制，壮大实力。到1949年8月，民族军共有5个骑兵团和3个步兵团，另外还有一个独立的骑兵营和大约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，轻机枪405，重机枪68，迫击炮66，火炮12，高射炮7，掷弹筒55，手榴弹14480，战马5522，运输马匹521，马车311，轻型坦克2，装甲车1，飞机42（可以使用的有14架，6架轰炸机和8架战斗机），军用车辆30。此时民族军的总司令为伊斯哈克伯克，其编制大致如下：

其编制如下：

总指挥部（伊犁，编制3401人）

总指挥：鲍里诺夫（1946年6月22日，和谈协议签字，鲍里诺夫受命连夜返回苏联，接替他职务者为刚从南疆返回的伊斯哈克伯克）。

副总指挥：达力克汗。

参谋长：马加诺夫

政委：卡塞诺夫（维吾尔族）

政治部主任：努尔山德洛夫（后来为曹达诺夫）

总指挥部直属单位：

1、锡伯联络大队，106人。

2、警卫连，280人，连长塞勒别乌·买提索夫。

3、后勤部，部长拉索洛夫（乌兹别克人）。

4、医院，119人。

5、警备营，498人，营长瓦利诺夫。

6、后卫团，1359人，团长沙木萨克，参谋长巴吾开依，政委沙迪阔夫，政治部主任努尔塔约夫&m