1947年12月1日，為適應挺進中原後建立根據地的需要，中共中原局，晉冀魯豫野戰軍決定，成立桐柏軍區。13日，晉冀魯豫軍區以原晉冀魯豫野戰軍第10縱隊組成桐柏軍區，王宏坤任司令員，劉志堅任政治委員，孔慶的任副司令員，趙紫陽任副政治委員，靖任秋任參謀長，張力之任政治部主任。同時，以第30旅第88、第89團組成桐柏軍區第1軍分區，方正平任司令員，劉福勝任政治委員；以第29旅第87團、第330旅第89團組成第2軍分區，王海山任司令員，鄧存倫任政治委員；以第29旅第85、第86團組成桐柏軍區第3軍分區，張廷發（後李定灼）任司令員，李定灼（後吳罡）任政治委員；將原第10縱隊第28旅改為桐柏軍區第28旅，楊秀坤任旅長，楊樹根任政治委員。該軍區組成後，參加了鄧縣、宛西、宛東等戰役。1948年5月9日，中共中央、中央軍委決定，重建中原軍區，桐柏軍區劃歸中原軍區建制。6月，漢南軍事指揮部成立。7月，參加襄樊戰役。9月，桐柏軍區決定，成立第4軍分區，張廷發任司令員，杜景雲任政治委員。12月，參加荊門戰役。
1949年2月17日，中原軍區根據中央軍委的命令，撤銷桐柏軍區番號，以桐柏軍區機關和部隊為基礎組成中國人民解放軍第58軍，歸中原軍區建制。原桐柏軍區所轄漢南軍事指揮部於2月底劃歸江漢軍區領導。3月1日，原桐柏軍區所轄各軍分區與豫鄂、豫皖蘇軍區的河南部分及豫西軍區合併，重建河南軍區。
