在全军指战员的共同努力和新疆各族人民的大力支援下，继先遣支队战车营于1949年10月20日进驻迪化后，第二军于12月22日前，先后进驻南疆各重要城镇；第六军于11月5日至1950年1月20日间进驻迪化及北疆各地。至此，我军历时两个多月，行程三千多公里，圆满地完成了进军新疆的任务。在进军新疆途中，我军还以迅速果敢的行动，先后平息了哈密、七角井、鄯善、吐鲁番、轮台、库车等地的反革命叛乱，保护了人民的生命财产，巩固了和平起义的胜利。
1950年8月，王震遵照毛泽东关于“你们进军的任务，包括出兵西藏，解放藏北”的指示，先后派出了三支部队向阿里进军。这次进军西藏阿里，在我军战史上留下了光辉的一页。
1950年8月1日，新疆军区独立骑兵师第一团以137人组成“进藏先遣连”，向风雪交加的喀喇昆仑山进发。从于阗（现名于田）到藏北阿里的扎麻芒保全程600多公里，平均海拔4000米以上，雪海茫茫，寒风刺骨，有些地段被生物学家称为“生命禁区”。先遣连历尽千辛万苦，翻越昆仑大坂，8月29日进入扎麻芒保，开展群众工作，宣传党的民族政策和统战政策。10月7日，带队的保卫股长李狄三作为部队代表，与阿里噶本政府代表才旦彭加（秘书长）举行谈判，达成和平解决藏北五项协议。10月底，大雪封山，交通中断，先遣连仅靠电台与上级联络。此时，他们的给养告罄，生活极其艰苦。他们凭着坚强意志和坚定信念，熬过了漫长的严冬。但是，许多人体质下降，有的患浮肿病，李狄三等63名同志献出了宝贵的生命。1951年5月，王震又令军区独立骑兵师第二团派出部队，冒着零下三四十度的严寒，翻过1l座海拔5000米以上的冰峰大坂和海拔6700多米的冈底斯山东群拉大坂，备历艰苦，于8月3日进驻阿里首府噶大克，把鲜艳的五星红旗插在31万平方公里的藏北高原上。7月16日，该师第二团一百六十多人的加强连，沿先遣连进军路线，翻越界山大坂，8月4日抵达扎麻芒保，继进日上宗，增强了阿里地区守备力量。1952年年初，进驻阿里地区的部队奉命组成阿里骑兵支队，担负守卫边防和剿匪等任务。
遵照中共中央和中央军委的有关指示，王震指挥进疆部队迅速接管了边防，彻底改变了国民党时代“有边无防”的状况。从帕米尔高原到喀喇昆仑山，从巴里坤草原到伊里河畔，在所有边境线上遍设哨卡，维护了祖国的尊严和领土完整。
1949年11月7日，王震率领第一兵团指挥部由酒泉飞抵迪化，同机的有兵团政委徐立清、参谋长张希钦等。这天早晨，王震等在酒泉机场先送走彭德怀前往西安的飞机，转过身来，面对正在发动的飞机喊道：“同志们，我们也站个队，点个名啊！”立正、稍息、报数后，其实并未点名。在马达轰鸣中，王震高兴地看着战友们熟悉的面孔，一个一个指点着过了一下数，就挥手让大家登机，随即起飞了。途经哈密，早有无数闻讯欢迎的各族人民在机场等候。当天下午到达迪化，受到陶峙岳、包尔汉等和各族人民的盛情迎接。整座城市都像过年一样，大街小巷贴满五彩缤纷的欢迎大军的标语，各族人民列队在街道两旁，手持彩旗欢呼，一些维吾尔族老人和少女跳着舞，青年歌手演奏着悦耳的乐曲，少数民族的花帽、长裙、热情和蔼的笑容，深深感染了王震，他愉快地向人群频频招手。
11月12日，为了答谢三区人民对我军的慰劳，王震乘飞机到伊宁慰问民族军官兵，访问人民。当天下飞机后，他就参加三区革命五周年纪念大会，向三区军民转达了中央人民政府和驻疆全体人民解放军指战员的亲切慰问，对三区斗争在新疆和平解放中所起的作用给予充分的肯定，并号召三区军民在中国共产党和毛泽东的领导下，为建设新新疆而奋斗。他在伊宁民族军总部接见了三区民族军派赴南疆工作的干部，勉励他们与解放军紧密合作建设新新疆；同时，前往阿合买提江·卡斯木等五烈士家中吊唁，向烈士家属致以亲切的慰问；还找各界人士谈话作调查研究。伊宁各界人士见他只带一二人来，也没有什么特别护卫，很是惊讶，对他的朴素作风感叹不已。19日，毛泽东为此电告王震说：“你们赴伊犁及所采取的态度是正确的。”
