中国人民解放军第5军的前身是新疆民族军。第5军在创建和发展过程中，坚持反对国民党反动统治的武装斗争，牵制了国民党在新疆的军事力量。涌现出孜赫内拉。那的诺夫、阿不都拉提夫·库尔板诺夫等英雄模范，为新疆和平解放和边疆建设做出了贡献。

1944年9月，新疆省（今新疆维吾尔自治区）北部塔城、伊犁、阿勒泰地区各族人民为反抗国民党的反动统治，举行武装暴动，又称“三区革命”。

1945年4月，以暴动队伍组成的游击队指挥部为基础，在伊宁正式成立新疆民族军，下辖8个团又4个营，共1.5万余人。7月，新疆民族军主力向塔城、阿勒泰地区进军，而后挺进准噶尔盆地。9月下旬，民族军进抵玛纳斯河西岸，与国民党军隔河对峙，威胁迪化（今乌鲁木齐）。此时，部队发展到13个团共3万余人。

1946年6月，民族军按照三区临时政府与国民党政府谈判签订的协议进行整编，部队减为6个团共1.3万余人。1947年，国民党政府撕毁协议，武装进攻阿勒泰和玛纳斯地区，民族军奋起抗击，保卫了三区。从1948年起，民族军按照人民军队政治工作原则和方法加强部队建设，使官兵关系和军民关系得到改善。

1949年10月，民族军为接应人民解放军入疆，自玛纳斯河以西分别进至东疆和南疆。12月上旬，一部到达迪化，与第一野战军第1兵团会合。

根据中央人民政府人民革命军事委员会1949年12月22日的命令，民族军于1950年1月10日在伊宁正式改编为中国人民解放军第5军。列斯肯任军长，顿星云任政治委员，马尔果夫・伊斯哈科夫任副军长兼参谋长，曹达诺夫・扎伊尔任副政治委员，努力也夫任政治部主任。辖第13、第14师和2个骑兵团，共1.3万余人，隶属第一野战军暨西北军区。

1950年春，第5军投入大生产运动，并以一部兵力配合第6军清剿土匪。

1952年7月，组建第15师。1953年5月，第13师改编为喀什军分区，第14、第15师改编为农业建设第3、第4师。

1954年10月，第5军军部改编为新疆哈萨克自治区军区（后改为伊犁军区），第5军番号即行撤销。

1950年1月10日，根据中央军委命令，民族军在伊宁改编为中国人民解放军第5军，法铁依·伊凡诺维奇·列斯肯任军长，顿星云任政治委员，马尔果夫·伊斯哈科夫任副军长兼参谋长，曹达诺夫·扎伊尔任副政治委员，努利耶夫任政治部主任，辖第13师，买买提伊敏·伊敏诺夫任师长，马洪山任政治委员，第14师，阿里木坚诺夫·乌拉拜音任师长，胡正任政治委员。另直辖2个骑兵团，共1.3万余人，归第一野战军暨西北军区建制。为了加强对这支民族军的领导，第一野战军领导决定从第1兵团抽调一批优秀的共产党员、政工干部到第5军工作，在该军迅速建立党的组织和政治工作制度，使这支民族军成为在中国共产党绝对领导下的一支人民军队。

1950年国庆节，中国人民解放军总部特邀第5军组织参观团到北京参加国庆大典，在北京受到毛泽东主席、朱德总司令、刘少奇、周恩来等中央领导的接见。接着又在北京、天津等地参观学习，使参观团成员开阔了眼界，感受到了祖国大家庭的温暖，增强了保卫边疆，建设边疆的信心。第5军组建后，即担负起“劳武结合，屯垦戍边”的光荣任务，全军指战员以饱满的热情投入大生产运动，并以一部兵力配合第6军请剿武装土匪。

1952年3月，由第2、第6军抽调部队组建第15师，冯祖武任师长，贺劲南任政治委员。

1953年5月，由第13师组建喀什军分区，第14、第15师改编为农建第3、第4师。

1954年10月，第5军军部改编为伊犁哈萨克自治州军区（后改为伊犁军区），第5军番号即予撤销。