1946年6月，国民党对新疆省政府进行改组，由国民党西北行辕主任张治中兼任新疆省政府主席，包尔汉任政府副主席。7月1日，在乌鲁木齐举行庆祝新政府成立大会，南京国民政府派监察院院长于右任飞到乌鲁木齐表示祝贺。会上，包尔汉以省政府副主席名义发表讲话，号召全疆军民齐心协力实现施政纲领，保障全省和平，维护国家统一，实行民主政治，加强民族团结，增进中苏亲善。
1947年5月，南京国民党政府批准张治中辞去新疆省政府主席的兼职，任命原新疆监察使麦斯武德为主席，包尔汉被撤销省政府副主席职务，转任实为闲差的南京国民政府委员。
1949年1月，南京国民政府任命包尔汉为新疆省政府主席。当他以最后一任新疆省主席身份走进省府办公室时，解放战争已经进入战略大反攻阶段，西北野战军正向新疆挺进，新疆解放指日可待。包尔汉全面分析了新疆形势，国民党驻新疆部队号称10万，但名额不足，驻地分散，补给困难，难以集中投入战斗。即使有顽固的主战派，在所向无敌的人民解放军强攻之下，也难以立足。上层军政人员多数不是蒋介石的嫡系，像陶峙岳、赵锡光等人虽是总司令和副总司令，实际并不能掌指旅、团两级军官，所以新疆和平起义有可能得到军方的支持。
包尔汉开始为新疆和平解放进行准备工作。为了争取军方的支持，他到军队做积极的宣传工作，对军队中上层军官发表讲话说：“几千年来新疆就是中围领土的一部分，任何人都不能侵略和分裂。”他还在讲话中暗示，新疆一定走和平起义的道路，军队要支持，不要胡闹，要看清形势，不要以卵击石。
9月上旬，正当包尔汉为新疆和平起义而奔走呼号，迎接共产党、解放军到来的时候，邓力群陪同中央军委副主席刘少奇赴莫斯科，事毕，奉党中央之命由苏联进入新疆伊犁，从伊犁秘密乘飞机到达乌鲁木齐，代表党中央、毛泽东向包尔汉表示慰问，并面交了9月10日张治中在北京转给陶峙岳和包尔汉的电报，这对包尔汉来说，是极大的支持和鼓励。接着，包尔汉和陶峙岳向邓力群汇报了和平起义的准备情况，并表示“在本月内可以全部圆满完成”，届时即采取行动。
9月19日，包尔汉通过邓力群致电毛泽东：“经决意与国民党反动政府脱离关系。兹已准备一切力量消灭反动势力，接受领导，俾每一角落共庆新生，以完成贵党所领导的整个中国之解放。”4天之后，毛泽东回电：“新疆局面的转变及各族人民的团结，有赖于贵主席鼎力促成。尚望联络各方爱国民主分子，配合人民解放军入疆之行动，为解放全新疆而奋斗。”
接到毛泽东的回电后，包尔汉心情激动，信心百倍。按照毛泽东电报的指示精神，他加倍努力工作，挫败了马呈样、叶成、罗恕人的暴乱阴谋，迫使他们“和平撤退”，排除了起义阻力。
包尔汉原想与陶峙岳同时宣布通电起义，经与陶峙岳商量后认为，军方先行一步，更能以军队起义稳住人心，便同意军方首先通电起义。9月25日，陶峙岳代表国民党驻疆部队宣布起义，致电党中央、毛泽东主席宣布同国民党的广州政府断绝一切关系，回到人民怀抱。9月26日，包尔汉在新疆省政府召集省府委员会紧急会议，讨论通过新疆省政府起义通电，宣布与国民党广州政府脱离一切关系，归向人民。至此，新疆宣告和平解放。
1949年10月1日，北京传来了在天安门广场举行开国大典的令人振奋的消息，宣告了中华人民共和国成立。12月7日，中国人民解放军西北野战军第1兵团司令员王震率部进驻新疆，并和坚持三区革命的民族军及新疆起义部队会师，建立了人民自己的政权——新疆省人民政府，新疆的历史揭开了崭新的一页。
1949年12月19日，新疆530万人民期待已久的新疆省人民政府正式成立，包尔汉被任命为主席。在当天举行的新疆省人民政府成立大会上，包尔汉发表了热情洋溢的讲话，他满怀信心地说：“在中央人民政府、英明领袖毛泽东主席、西北五省军政领导彭德怀主席和各位副主席领导下，我们的使命一定能圆满地、胜利地完成。”
新疆在以往的史籍中被称做“西域”。远在两千多年以前，它就已成为中国版图的一部分。从那时起，它的命运便和全中国的命运紧密地结合在一起了。1755年（清乾隆二十年），清政府平定准噶尔贵族叛乱并在天山南北的广大地区建立直接的军事、行政管理之后把这一地区改称“新疆”。1884年（清光绪十年），清政府又在这一地区设立行省。然而，一些帝国主义国家及其反动势力，总想以各种手段企图将新疆从中国分裂出去，破坏中国的统一和领土完整。
新疆解放前夕，所处的国际、国内环境十分复杂严峻。国际上仇视新中国的帝国主义反动势力，进行泛突厥主义和泛伊斯兰主义的宣传，开展反苏、反共、反人民活动。美国驻新疆领事馆公开干涉新疆内政，扶植并唆使土匪破坏疆内人民的和平生活。美国驻乌鲁木齐副领事马克南于1949年9月给予土匪乌斯满、贾尼木汗等以金钱援助，并鼓励这些匪徒公开进行武装叛乱。在新疆的反动宗教人士，组织一个保卫伊斯兰教协会，并在新疆各地组织分会，进行反动宣传活动，公开反抗新生的人民政府。
在新疆解放后的短短几年中，包尔汉在中共中央新疆分局的领导下，带领省政府各部门，与执行剿匪任务的人民解放军密切配合，迅速地平定了一些地方的反革命暴乱，肃清了匪特，取缔了反动帮会。各地人民政府配合人民解放军在当地的剿匪行动，肃清了美国和国民党反动派支持的乌斯满等匪徒，维护了新疆社会治安。