1948年8月由国民政府主席西北行辕改称，以张治中为长官。9月任命马鸿逵、马步芳、马鸿宾、陶峙岳、郭寄峤为副长官。该公署辖11个军（整编师）和新疆警备司令部。晋陕绥边区总部一度亦隶属该公署。1949年5月4日国民党行政院决定免去张治中长官职，以郭寄峤代理。同月18日马步芳代理长官职，8月3日实任。7月先后任命刘任、董其武为副长官。1949年9月经过宁夏战役和甘肃河西战役，所属一部被消灭，一部起义。同月该公署及所属河西警备司令部、新疆警备司令部先后起义，该公署消失。
西北军政长官公署：
西北军政公署长官 张治中（1948年8月任），安徽巢县人，保定陆军军官学校第三期毕业，蒋介石麾下八大金刚之一。
西北军政公署长官 郭寄峤（1949年5月代理），安徽合肥人，保定陆军军官学校第九期毕业，魏益三旧部。
西北军政公署长官 马步芳（1949年5月代理，8月实任），回族，甘肃河州人，马麒之子，宁海军官训练团毕业，青马首领。
西北军政公署副长官 马鸿逵（1948年9月任），回族，甘肃河州人，马福祥之子，兰州陆军学校毕业，宁马首领。
西北军政公署副长官 马鸿宾（1948年9月任），回族，甘肃河州人，马福禄之子，行伍，宁马头目。
西北军政公署副长官 陶峙岳（1948年9月任），湖南宁乡人，保定陆军军官学校第二期毕业，中央军将领，湘军出身。1949年春，陶峙岳采取拖延战术，避免驻疆部队被调入关内参加内战，并与新疆省政府主席包尔汉等人秘密进行和平解放新疆的准备。同年9月，他率新疆驻军10余万通电起义，后被授予上将军衔。
西北军政公署副长官 马步芳（1948年9月任）
西北军政公署副长官 郭寄峤（1948年9月任）
西北军政公署副长官 刘任（1949年7月任），河北盐山人。
西北军政公署副长官 董其武（1949年7月任），山西河津人，山西学兵团毕业，傅作义重要副手。1949年9月，他率绥远省国民党军政人员4万余人起义，后被授予上将军衔。
第十一军，隶属于宁夏兵团，1929年6月在河南郑州编成，1946年5月整编为整编第18师，1948年9月恢复第11军番号。
军长 马敦静，回族，甘肃河州人，马鸿逵次子，青海军官教导团、南京中央军校高教班第四期、陆军大学将官甲级班第一期毕业，宁马头目。1949年9月，他在得知绥远起义后，秘密乘徐永昌飞机逃往重庆。
军长 马光宗（1949年3月任），回族，甘肃广河人，行伍，宁马将领。1949年9月，他与贺兰军军长马全良、第128军军长卢忠良等通电起义，接受改编。
第八十一军，隶属于宁夏兵团，1937年10月在宁夏编成，1946年5月整编为整编第81师，1948年9月恢复第81军番号。
军长 马惇靖，回族，甘肃河州人，马鸿宾三子，中央陆军大学将官班甲级第三期毕业，宁马头目。1949年9月，他在宁夏中宁通电起义。
第八十二军，隶属于陇东兵团，1937年10月由新编第2军在青海西宁改称。
军长 马继援，回族，原籍甘肃河州，生于青海湟中，马步芳之子，中央陆军军官学校军官训练班毕业，青马头目。1949年9月，他乘飞机途经重庆逃往广州，年底随父去埃及。
第九十一军，隶属于陇南兵团，1942年7月在甘肃编成，下辖暂编第58师、骑兵第10师、新编第18旅。
军长 王晋，安徽合肥人。
军长 黄祖勋
第一一九军，隶属于陇南兵团，1949年4月在甘肃天水组建，下辖第244、第247师。
军长 王治岐，甘肃天水人，黄埔军校第一期毕业。1949年12月，他在武都率部起义。
第一二零军，隶属于陇南兵团，1949年3月在甘肃兰州编成，下辖第173、第245师。
军长 周嘉彬，云南昆明人，德国警察学校、德国陆军大学毕业，中央军将领。1949年9月，他乘飞机离开酒泉逃往重庆。
第一二八军，隶属于宁夏兵团，1949年5月以第257、第356等师编成，同时将宁夏保安第4纵队编入。
军长 卢忠良，甘肃临夏人，中央军校洛阳分校高等教育班毕业，宁马将领。1949年9月，他与贺兰军军长马全良、第11军军长马光宗等通电起义，接受改编。
第一二九军，隶属于陇东兵团，1949年5月在甘肃编成，下辖第357师、新编第1师（后改称第287师）、骑兵第8旅、骑兵第14旅。
军长 马步銮，回族，甘肃河州人，马步芳堂弟，行伍，青马将领。1949年8月，他率残部撤回西宁；9月随马继援飞逃，后侨居沙特王国塔伊夫。
贺兰军，隶属于宁夏兵团，1949年8月由马鸿逵自行编组，下辖辖第257师、保安第1师、保安第2师、骑兵第10旅。
军长 马全良，回族，宁夏金积人。1949年9月，他与第128军军长卢忠良、第11军军长马光宗等通电起义，接受改编。
整编第四十二师，隶属于新疆警备司令部，1939年8月在甘肃兰州成立，1947年初整编为整编第42师。
师长 赵锡光，云南保山人，云南讲武堂韶关分校毕业，后入庐山军官训练团学习。1949年9月，他协助陶峙岳组织策划新疆和平起义。
整编第七十八师，隶属于新疆警备司令部，1947年5月由新编第2军在新疆整编。
师长 叶成，浙江青田人，黄埔军校第三期毕业。1949年9月，他因反对新疆和平起义，遂弃官潜往印度加尔哥答居住。
师长 莫我若
整编骑兵第一师，隶属于新疆警备司令部，1946年8月由骑兵第5军改称，下辖骑兵第6、骑兵第7旅。
师长 马呈祥，回族，甘肃临夏（一说青海西宁）人 ，马步芳外甥，青海军官教导团肄业，特准叙为中央军校第十一期生资格，陆军大学甲级将官班第二期毕业，青马将领。1949年9月，他因反对新疆和平起义，遂弃官前往埃及。
师长 韩有文，撒拉族，青海化隆人。1949年9月，他率骑兵第一师起义。
