1949年6月，第一野战军第1兵团司令部在陕西关中地区成立，王震任兵团司令员兼政治委员，并协同彭德怀指挥作战，与兄弟部队一起歼灭了胡宗南主力，为解放西北地区重要工业城市兰州创造了条件。在攻克天水，直取宁夏之后，王震又率部穿过黄河大峡谷直扑西宁，解放了青海全境。由此，英勇的西北野战军歼灭了盘踞兰州、宁夏的马步芳、马鸿逵主力，解放了陕、甘、宁、青四省的广大地区，打开了进军新疆的通道，形成张网进发之势。
9月，王震率1兵团2军出西宁翻越祁连雪山，以迅雷不及掩耳之势，攻占张掖，解放酒泉，兵锋直指新疆。就是在这次长途奔袭作战中，王震和他的部队又过了一次鬼门关。9月初的祁连山，气候多变，部队离开西宁，在翻越海拔4000多米的大宛山时突遇暴风雪，穿着单衣、打着赤脚的士兵有30人被冻死，数百人冻伤。
为纪念进军新疆，王震曾赋诗一首：“白雪照祁连，乌云盖山巅。草原秋风狂，凯歌进新疆。”当年，10万进疆部队正是唱着这首边塞诗叩开了新疆的大门。
此时驻扎新疆的国民党军队分为两派：一是以新疆警备司令陶峙岳和新疆政府主席包尔汉为首的力主和平派，在政治上倾向于共产党；另一派是以国民党骑兵第5军军长马呈祥、整编第78师师长叶成以及第179旅旅长罗恕人为首的血战到底派，此三人掌握一半的国民党军驻疆部队，反共态度十分坚决，誓与国民党共存亡。当此情形，争取陶峙岳就成为关键的一步棋。
北平谈判期间，毛泽东亲自邀请张治中商谈和平解决新疆问题。并希望张治中能争取陶峙岳起义。陶峙岳是张治中任新疆省政府主席时邀请去做的警备司令，对张治中很尊重。在张治中的争取下，陶峙岳与包尔汉彻底下定和平起义的决心。马呈祥、叶成、罗恕人见大势已去，转道印度逃往香港。起义障碍扫除之后，陶峙岳与包尔汉联名给毛泽东、朱德发出起义通电，新疆和平解放。随后，陶峙岳、包尔汉飞赴酒泉请求解放军尽早入疆。
虽然新疆宣布和平解放，但当时的形势很不稳定，一方面新疆是少数民族地区，有民族问题；另外，国民党驻新疆部队将近10万人，里面有胡宗南的部队，也有其他的西北军的部队，成分比较复杂。在这种情况下，王震所率的西北野战军第1兵团，乘胜快速进入新疆，成为保障新疆稳定，完成西北解放极其关键的一环。
1949年10月5日，也就是中华人民共和国成立后第5天，王震率第1兵团在酒泉召开进疆誓师大会。王震一声令下，一次向新疆进发的艰难行军开始了。
11月初，第一野战军第1兵团机关抵达迪化（乌鲁木齐）。王震率领的进疆大军在连续行军作战，没有得到休整的情况下，只用了6个月时间就进入全疆各个重要城市及军事要地，并从国民党军队手中接管了千里边防，在如此艰难困苦的条件和如此复杂的社会状况下，这不能不说是一个奇迹。
抵达新疆后，根据中共中央的决定，王震出任中共新疆分局书记。中央军委任命他为新疆军区第一副司令员、代理司令员兼政治委员，由此，王震担起了保卫新疆、建设新疆的神圣职责。