抗战胜利后，江苏安徽两省的新四军组建为华中野战军，进军山东的新四军和当地八路军组建为山东野战军。
解放战争爆发后，华中野战军在苏中战役后，逐渐北撤到山东。1947年1月，与山东野战军、山东军区部队合编为华东野战军。在全国战场上，华东野战军战绩最好，歼敌最多，战斗力最强。华东野战军下辖13个纵队，部队战斗序列如下。
华东野战军司令部
司令员兼政治委员：陈毅元帅，1948年5月，调到中原野战军。
副司令员：粟裕大将。1948年5月，担任代司令兼代政委。
副政治委员：谭震林，建国后副总理。
政治部主任：唐亮上将。1947年7月后，与陈世榘指挥陈唐兵团。
政治部副主任：钟期光上将，原华中野战军政治部主任。
参谋长：陈士榘上将。1947年7月后，指挥第3、第8、第10三个纵队。
副参谋长：张元寿，1947年3月牺牲。
副参谋长：张震中将，1948年3月接任。后来担任第三野战军参谋长。
第1纵队，新四军部队改编
司令员兼政治委员：叶飞上将。
副司令员：何克希少将。
副政治委员：谭启龙，建国后四川省委第一书记。
参谋长：张冀翔中将，朝鲜战争担任第20军军长。
第1师师长：廖政国少将。
第2师师长：刘飞中将，1949年任第20军军长。
第3师师长：刘亨云少将。
独立师，原中原第1纵队第1旅（皮旅）。
独立师师长：方升普少将。
独立师政治委员：徐子荣（皮旅政委），建国后公安部副部长。
第2纵队，新四军部队改编
司令员：韦国清上将。
副司令员：张震中将，1948年调任华野副参谋长。
副政治委员：康志强中将。
参谋长：詹化雨少将。
政治部主任：邓逸凡中将。
第4师师长：朱绍清少将。
第5师师长：姚运良少将。
第6师师长：滕海清中将。
第3纵队，山东八路军改编
司令员：何以祥少将。
副司令员：覃士冕少将。
政治委员：丁秋生中将。
第7师师长：贺健少将。
第8师师长：王吉文，1948年9月济南战役中牺牲。
第9师师长：郭廷万大校。
第4纵队，新四军部队改编
司令员：陶勇中将。
政治委员：王集成少将。
第10师师长：张震东少将。
第11师师长：谭知耕少将。
第12师师长：彭德清少将，1950年任第27军军长。
第6纵队，新四军部队改编
司令员：王必成中将。
政治委员：江渭清，建国后江西省委书记。
副司令员：皮定均中将。中原突围后带领皮旅编入新四军。朝鲜战争任第24军军长。
第16师师长：张云龙少将。
第17师师长：梁金华大校。1953年任第24军军长。
第18师师长：饶守坤中将。
第7纵队，新四军部队改编
司令员：成钧中将。
政治委员：赵启民中将。
副司令员：林维先中将。
第19师师长：熊应堂少将。
第20师师长：殷绍礼，1948年3月牺牲。
第21师师长：谢锐少将。
第8纵队，山东八路军改编
司令员：王建安上将。
政治委员：向明，建国后山东省副主席。
副司令员：孙继先中将。
参谋长：张仁初中将。
第22师师长：李迎希少将。
第23师师长：陈宏少将。
第24师师长：周长胜少将。
第9纵队，山东八路军改编
司令员：许世友上将。
政治委员：林浩少将。
副司令员兼参谋长：聂凤智中将。
第25师师长：聂凤智（兼）。
第26师师长：刘涌少将。
第27师师长：孙端夫少将。
第10纵队，山东八路军改编
司令员：宋时轮上将。
政治委员：景晓村，建国后任农业机械部副部长。
副政治委员：刘培善中将。
第28师师长：宋时轮（兼）
第29师师长：肖锋大校。在1949年7月，担任28军副军长参加指挥金门战役。
第11纵队，新四军部队改编
司令员：管文蔚，建国后江苏省副省长。
政治委员：吉洛（姬鹏飞），建国后副总理。
副司令员：胡炳云少将。
第31旅旅长：段焕竞少将，建国后任29军军长。
第32旅旅长：吴咏湘少将，1952年，任第21军军长。
第12纵队，新四军部队改编
司令员：陈庆先中将，建国后第23军军长。
政治委员：曹荻秋，建国后任上海市市长。
副司令员：覃健中将。朝鲜战争，任第9兵团参谋长。
第34旅旅长：廖成美少将。
第35旅旅长：汪乃贵少将。
特种兵纵队
司令员：陈锐霆少将。
政治委员：张藩中将。
1947年1月，鲁南战役歼灭国军快速纵队，缴获大批榴弹炮、野炮、坦克。1947年3月，华中军区骑兵团、炮兵团、华东军政大学炮兵大队等部队组建为特种纵队，共3500余人。
1949年2月，改称第三野战军特种兵纵队。下辖6个炮兵团、战车团、工兵团、教导团、特科学校等，共2.2万人。
解放战争中，华东野战军面对的国军兵力最多，战绩也最大。苏中战役、宿北战役、鲁南战役、莱芜战役屡屡创造全军歼敌纪录，孟良崮战役歼灭国军五大主力之一整编74师，豫东战役成为解放战争的转折之战，济南战役攻克国军重兵守卫大城市，淮海战役是解放战争中规模最大歼敌最多战役，上海战役攻克最大城市。
解放战争期间，第三野战军（华东野战军）共歼灭国民党军245万余人，牺牲指战员11万余人，歼敌数量位居野战军第一名。
谢祥军、张元寿等195名团以上干部牺牲，涌现出“济南第一团”、“济南第二团”、“洛阳营”、“潍县团”等英模集体，产生了1163名战斗英雄、2.7万余名模范人物。
1947年成立时，华东野战军27.5万人。建国后，第三野战军最高兵力为118.5万人。
1955年4月，华东军区改编为南京军区，第三野战军番号撤销。
