力汗為團長。
4月，民族軍主力在蘇聯紅軍的步兵、炮兵、裝甲車和飛機的支援和參戰下開始向迪化進軍，到9月將戰線推進到距離迪化僅150公里的瑪納斯河西岸。
在南疆，蘇聯顧問納斯洛夫和阿巴索夫直出天山，進攻庫車，在阿克蘇一帶和國民黨軍隊展開拉鋸戰。
在蒲犁，以蘇聯的托合托米什為基地的游擊隊在蘇聯軍事顧問的帶領下奪取了蒲犁等地，成立了蒲犁專署和蒲犁革命軍總指揮部。建立了柯爾克孜和塔吉克兩個團。每個團有2連，共有大約400人。
蒲犁的游擊隊在成立蒲犁專署後，開始向英吉沙、喀什、庫車進軍。10月，游擊隊和國民黨守軍對峙在這些地區，這時國民黨和談代表張治中開始和三區代表進行談判，由於談判直接涉及蒲犁對喀什的進攻，根據這一變化，在蒲犁的蘇聯軍事顧問和軍事人員奉命回國。但是蒲犁游擊隊並非因此放鬆對喀什、莎車的進攻。1946年3月，民族軍派遣伊斯哈克伯克率領400多名武裝人員經蘇聯從伊犁來到蒲犁，準備再次進攻莎車、庫車和喀什。由於和談成功，6月，伊斯哈克伯克率幾乎所有的游擊隊員返回伊犁。至此，三區在新疆的軍事行動告一段落。這時候民族軍總兵力達到29000多人，部隊包括：
A、總司令部直屬部隊（全部駐防伊寧）：
1、騎兵營700多人，營長納斯羅夫·扎克爾
2、警備大隊500多人，負責警戒各政府機關。
3、伊寧後衛一團1500人，團長廓列別闊夫
4、伊寧後衛二團1500人，團長費達耶夫
5、伊寧後衛四團，團長卡里別克，人數不詳
6、果子溝騎兵三團。團長列斯肯（俄羅斯族）
B、中線指揮部：
民族軍總指揮鮑里諾夫兼任中線指揮官，參謀長伯爾尼（俄羅斯族）。兵力10000餘人，下轄：
1、步兵第一旅（瑪納斯西岸），旅長莫古特諾夫，政委馬爾果夫。
2、步兵第二旅（瑪納斯西岸），旅長皮達尤夫，政委毛拉洪。
3、獨立迫擊炮營（瑪納斯西岸）。
4、塔城騎兵第六團（石河子）團長杜桑別闊夫·卡依薩，副團長加爾各答·巴巴黎闊夫，參謀長沙木·沙比托夫（犧牲後由哈薩克人努爾蘭·別蓋巴耶夫接替），政委阿不都拉克汗·約爾肯。
5、鞏留騎兵第五團（喬坎）。
6、鞏留騎兵第七團（喬坎），團長玉素甫汗·昆拜，副團長買特尼亞扎洛夫·土爾孫（柯爾克孜人），1200多人。
7、獨立騎兵旅（瑪納斯西岸，下轄額敏騎兵第四團和二台騎兵第三團），旅長列斯肯，政委木拉克加力。
8、回族騎兵第十團（石河子），團長馬索爾（回族），600多人。
9、蒙古族騎兵第八團（沙灣），團長葉兒迪（蒙古族），政委葉蔑諾夫·托克特，870人。
10、步兵第四團（安集海）。
11、通訊連（石河子）。
12、錫伯大隊，大隊長納爾巴諾夫，政委米爾提桑，170多人。
C、南線指揮部：
民族軍副總指揮伊斯哈克伯克兼任指揮官。下轄：
1、騎兵第一旅（昭蘇），伊斯哈克伯克兼任旅長。
2、騎兵第二旅（尤魯都斯），旅長努爾巴也夫，政委達卡也夫。
3、特克斯騎兵第一團（穆扎爾達阪），團長買吾列諾夫（柯爾克孜人）。
4、特克斯騎兵第二團（夏塔），諾阿比亞耶夫（柯爾克孜人）。
5、特克斯騎兵第三團（昭蘇），波爾格耶夫（塔塔爾）。
D、阿山地區：
獨立騎兵團，團長達列力汗。
此時三區民族軍總兵力根據民族軍司令部幹部處處長玉素甫汗·昆拜的記錄，「全軍共有29650人，戰士中60%為哈薩克人」。霍齋·松哈什在他的回憶文章《三區革命武裝力量簡述》中提到：「作戰期間，由蘇聯而來的俄羅斯族、哈薩克族、柯爾克孜族、塔塔爾族軍官是三區革命軍軍事技術的傳播者。三區民族軍共17個團，其中13個團是騎兵團，2個獨立騎兵師，5個步兵旅」。
三區民族軍和國民黨軍隊對峙在瑪納斯河沿岸，國民黨守軍調集大批部隊，「死守大迪化」，國民黨第八戰區副司令長官兼參謀長郭寄鞽奉命抵達迪化，將第46師部署在綏來，在這裡成立前線指揮部，第46師師長徐汝誠擔任指揮官，以瑪納斯河為第一道防線。謝義鋒的新2軍軍部由綏來遷移到景化（今天的呼圖壁）為第二道防線。從青海趕來的整編騎兵第1師（馬呈祥）接替暫編第3師的防地，進駐迪化、景化一帶；暫3師調往焉耆。第43軍楊德亮指揮的新45師加強伊吾、哈密的防守，其中徐達率領新45師一部防守在七角井。
儘管如此，國民黨第八戰區司令長官朱紹良仍然十分擔心迪化將不保，在戰事最危急的時候，朱紹良曾經八小時內給蔣介石連發三份急電「……內乏可用之兵，外無一旅之援……迪化危在旦夕，卑職惟有以身殉職，與國土共存亡，上報黨國……懇請鈞座速籌良策」，在這種情況下，國民黨政府順應抗戰勝利後全國和談的潮流，開始通過蘇聯的斡旋與三區政府進行和談。1945年7月5日，蔣介石在一次關於中蘇會談的討論會上提出：「蘇聯政府如果能保證中國對東北和新疆的領土和行政主權，對中共和新疆變亂不再作任何支援，中國政府才考慮蘇聯有關外蒙的要求」。會議後，蔣介石向在莫斯科與蘇聯談判的宋子文連發兩道密電，指示可以「允許外蒙戰後獨立」，但蘇聯必須承認「東北領土主權和行政之完整，對中共及新疆變亂不再做任何支援」。宋子文根據蔣介石的電令，向史達林提出，蘇聯政府如果能在幫助中國評定「新疆變亂」等問題上作出承諾，中國政府可以在外蒙問題上作出讓步。史達林表示，無論延安、新疆均服從蔣委員長的領導，蘇聯只支援國民政府，可以根據中國政府的要求發表聲明，並答應宋子文關於制止從蘇聯往新疆「偷運」武器的要求。《中蘇友好同盟條約》簽訂後，1945年9月，莫洛托夫和王世傑在倫敦就「新疆伊犁事件」磋商時表示，這個事件是臨時現象，不久就可以平息，於是在得到蘇聯的保證後，蔣介石開始在公開場合表示「願意和平解決新疆問題」。
和談進行了將近半年，在1946年4月終於達成協定，新疆進入了短暫的和平時期。三區政權也隨即發生重大變化，在蘇聯直接干預下，三區臨時政府高層人員中的一部分封建勢力、宗教人士和泛突厥人士被清除出領導層，原臨時政府主席艾力汗在一天夜晚被蘇聯駐伊犁領事請進領事館參加聯誼會，隨即被扣押並迅速送入蘇聯（後來不知所終）。三區政府的核心現在由從蘇聯學習歸來的進步人士組成，首腦為擁護統一和民族團結的阿合買提江·哈斯木（伊寧人，早年去蘇聯莫斯科東方大學學習，回國後被盛世才關押進監獄，1944年10月出獄後既參加伊犁革命，逐步進入臨時政府高層，後擔任和談代表，和談後任新疆聯合省政府副主席，1949年接受毛主席邀請，在赴北京參加政協會議途中因飛機失事去世，年僅38歲）和阿巴索夫。
三區民族軍在和談後根據協定被改編為6個團：其中步、騎各3個團，這些部隊分別駐紮在伊犁、塔城、阿山境內。後來隨著後來事態的發展，三區民族軍這個稱號及其軍銜、服裝在三區內部依然沿用。1946年12月1日，和談後成立的伊犁專署機關報刊登了民族軍政治部就徵兵工作發布的《告全體同胞書》，內中指出：「我們不但要保留民族軍，而且還要在阿克蘇、喀什等地組建民族軍」。新疆主席張治中也承認這點，他在自己的回憶錄中說：「本來三區對軍事條款規定，當初有相當誠意付諸實施；可是因為阿山問題（即國民黨支持烏斯滿背叛三區，轉而進攻三區的阿山事件）的發生，一切遂陷入停頓。」1947年夏天，民族軍突破了國民黨的限制，擴大編制，壯大實力。到1949年8月，民族軍共有5個騎兵團和3個步兵團，另外還有一個獨立的騎兵營和大約500人的後勤人員，總兵力達到14020人。擁有各種步槍9088支，短槍184，輕機槍405，重機槍68，迫擊炮66，火炮12，高射炮7，擲彈筒55，手榴彈14480，戰馬5522，運輸馬匹521，馬車311，輕型坦克2，裝甲車1，飛機42（可以使用的有14架，6架轟炸機和8架戰鬥機），軍用車輛30。此時民族軍的總司令為伊斯哈克伯克，其編制大致如下：
其編制如下：
總指揮部（伊犁，編制3401人）
總指揮：鮑里諾夫（1946年6月22日，和談協議簽字，鮑里諾夫受命連夜返回蘇聯，接替他職務者為剛從南疆返回的伊斯哈克伯克）。
副總指揮：達力克汗。
參謀長：馬加諾夫
政委：卡塞諾夫（維吾爾族）
政治部主任：努爾山德洛夫（後來為曹達諾夫）
總指揮部直屬單位：
1、錫伯聯絡大隊，106人。
2、警衛連，280人，連長塞勒別烏·買提索夫。
3、後勤部，部長拉索洛夫（烏茲別克人）。
4、醫院，119人。
5、警備營，498人，營長瓦利諾夫。
6、後衛團，1359人，團長沙木薩克，參謀長巴吾開依，政委沙迪闊夫，政治部主任努爾塔約夫&m
