1974年，周恩来在四届人大的一次会议上，特别谈到乌兰夫“一个人解决了一个共和国，是真正的单刀赴会”，从而首次披露了一个鲜为人知的历史事件。事件的经过是这样的：日本投降后，内蒙古地区成立了所谓“内蒙古共和国”，领导人全部是伪满和封建上层，但是这个“共和国”具有一定的欺骗性，并且得到了境外某些势力的认同。中央委派乌兰夫去解决这个具有危险性而且相当复杂的重大问题，乌兰夫不负重望，立下头功。
抗日战争胜利初期，内蒙古还不统一，局势比较混乱。1945年9月，在内蒙古西部地区锡盟苏尼特右旗成立了“内蒙古人民共和国临时政府”，内蒙古东部地区成立了“东部蒙古人民自治政府”。锡林郭勒盟和东部地区的一些王公贵族发起一场大规模的蒙古民族独立运动，要求“独立自治”、“内外蒙合并”，希望建立一个独立统一的蒙古国家，但却遭到外蒙古的拒绝。
1945年10月，中共内蒙古地区工委书记乌兰夫受中央派遣去苏尼特右旗，解散了以蒙奸博英达赉为首的“内蒙古共和国临时政府”，组成内蒙古自治运动联合会，并亲任主席兼军事部长。
1946年初，乌兰夫再次受中央派遣，率领内蒙古自治运动联合会代表团赶赴承德，与东蒙自治政府代表团谈判解决内蒙古统一问题。乌兰夫以他非凡的雄才大略和高超的斗争艺术，经过耐心诚恳的说服和艰苦细致的工作，使得蒙古族各阶层人士放弃了不切实际的独立主张，开始接受中国共产党提出的各民族联合起来、共同建立统一国家的方针。4月3日，乌兰夫在承德主持召开内蒙古自治运动统一会议。通过了“四·三”会议决议，撤销东蒙自治政府，解散内蒙古人民革命党。“四·三”会议解决了内蒙古自治运动的方向、路线和政策问题，为建立统一的内蒙古自治政权奠定了基础。
1947年5月1日，乌兰夫在乌兰浩特主持召开内蒙古人民代表大会，宣布成立内蒙古自治政府，中国第一个少数民族自治政权诞生，乌兰夫在大会上当选为政府主席。5月31日，中共内蒙古工作委员会成立，乌兰夫任书记，同时担任内蒙古军区司令员兼政委，全面领导内蒙古地区的党、政、军建设。
乌兰夫按照党中央的部署，深入发动群众，开展自治运动，成功地召开了在内蒙古革命史上有着重要意义的“四·三”会议和“五·一”大会，经过艰苦的工作，撤销东盟自治政府，统一了内蒙古自治运动，成立了我国第一个民族自治区，具有非常重要的意义。直到上世纪80年代，当年在承德促成“四·三”会议的冀热辽分局书记程子华还说，“四·三”会议的意义远远超出了内蒙古，其作用胜过千军万马，它使东西部统一于乌兰夫为主席的自治运动联合会之下，“四·三”会议的成功是我党解决民族问题的方针政策的一个巨大胜利，这一胜利应当记头功的就是乌兰夫。
乌兰夫早年在归绥、北京学习时期，就目睹了国内少数民族受歧视、受压迫的状况，为了寻求解决民族压迫和民族歧视的现状，他提出了“蒙古民族的未来”的问题，并常常和知心同学们一块儿谈论这个话题，寻求摆脱大民族主义对少数民族的压迫歧视的办法。几十年来，乌兰夫一直坚持着解决国内民族问题必须和中国民主革命、社会主义革命和建设联系在一起的信念，始终坚决维护祖国的统一和国内各民族的团结，以及各民族内部的团结，认为只有这样各民族才能共同发展繁荣。
在斗争中，乌兰夫深切体会到，只有实行民族区域自治才能正确地解决中国的民族问题。中共坚定地实行民族区域自治，分水岭应当是1945年日本投降和内蒙古自治区的成立。所以在1949年新中国成立时制定起宪法作用的《中国人民政治协商会议共同纲领》时，把民族区域自治作为解决中国民族问题的基本政策确定了下来。
1947年5月1日，以乌兰夫为首的内蒙古自治政府在全国率先建立。此时，解放战争正在进行中，内蒙古自治政府比新中国成立早了两年。内蒙古自治政府成立后，1949年3月，在河北省西柏坡召开的中共七届二中全会上，乌兰夫向毛泽东和周恩来建言献策，希望在中国革命胜利后，能够尽快落实民族区域自治政策，大力发展农牧民的经济，从那时开始，乌兰夫就已经在思考新中国成立后内蒙古自治区的建设大计。