1950年2月9日，根據中央軍委指示，第二野戰軍領導機關和率領18兵團入川的西北軍區機關一部分組成西南軍區。賀龍任司令員（劉伯承己於1949年12月2日被中央人民政府任命為西南軍政委員會主席），鄧小平任政治委員，陳賡、周士第任副司令員，李達任副司令員兼參謀長，宋任窮、李井泉任副政治委員，張際春任副政治委員兼政治部主任。下轄第3、第4、第5、第18兵團和川東、川西、川南、川北、貴州、西康等軍區，以及後來在4月成立的雲南軍區。
1955年2月11日，中華人民共和國政務院發布全國軍區重新劃分的命令，第二野戰軍兼西南軍區番號撤銷，在西南地區分別成立成都軍區、昆明軍區和西藏軍區。
從1945年8月20日中央軍委決定成立第二野戰軍的前身——晉冀魯豫軍區到1955年5月正式撤銷第二野戰軍番號，第二野戰軍在中國革命史上寫下了不朽的篇章。