1949年12月14日，
中国人民解放军第60军180师540团解放
广元城后，由
中国人民解放军第61军182师进驻广元，奉令筹建剑阁军分区。1950年3月19日在广元成立
中共剑阁地委，置
剑阁专区专员公署，隶属
川北行署区。同月，剑阁军分区在广元正式成立，隶属
川北军区，驻
广元县嘉陵镇（今广元市
利州区嘉陵街道），司令部于1950年曾设在广元原来的大华纱厂。辖区范围为
剑阁专区所辖广元县、
昭化县、
剑阁县、
阆中县、
苍溪县、
旺苍县、
江油县、
青川县、
平武县、
北川县共10县。
1952年9月1日撤销
川北行署区并入恢复设置的
四川省后，剑阁军分区改隶属四川军区（后几经变革于1969年1月改称
四川省军区至今）；同年12月20日
剑阁专区更名为广元
专区后，剑阁军分区于次年（1953年）1月更名为广元军分区。1953年3月广元专区撤销并入
绵阳专区（1968年改为
绵阳地区）后，广元军分区亦随之撤销并入绵阳军分区。