1949年5月13日，在延安王家坪成立渭华军分区。5月20日，改称渭南军分区，隶属西北军区。机关设司令部、政治部、供给部、卫生部。5月24日进驻渭南县城，下辖步兵第22团和渭南、临潼、蓝田、华阴、华县、潼关6个县大队。12月，隶属陕西军区。

1950年5月，大荔军分区合并于渭南军分区，大荔军分区原辖的韩城、郃阳（今合阳县）、澄城县、白水县、蒲城县、大荔、朝邑等7个县武装科划归渭南军分区建制。8月，机关增设干部部。此时，除辖13个县武装科外，还辖独立第一、二、三团。1951年3月，军分区机关增设武装科，各县武装科改称县人民武装部。11月，独立第三团调归西北军区后勤部称监护团；独立第二团参加抗美援朝战争。

1952年撤销司令部、政治部、后勤部、干部部，设立7个科。1953年2月，咸阳军分区撤销后，其所辖之富平、耀州区、泾阳县、三原县、高陵区5个人民武装部划归渭南军分区。1957年省军区直属的铜川县兵役局划渭南军分区。此时军分区共辖19个县兵役局。9月，随着行政区划的变更，临潼区、蓝田县兵役局划入西安市兵役局，同时，所辖17个县兵役局合并为6个。9月，各县兵役局改为县人民武装部。1959年6月，机关恢复司令部、政治部。1961年9月，县人武部由6个又恢复为17个。同时，将泾阳、三原、高陵县人武部划入咸阳军分区。1971年1月，改军分区后勤处为后勤部。1976年3月，代管省军区独立第三团。1980年，耀县人武部划入铜川市人武部。军分区撤销了科的编制。1981年12月，组建成立了渭南保丰路干休所。1982年12月，独立第三团移交武警陕西省总队。1983年1月，机关又恢复了科的建制。8月31日，渭南保丰路干休所和育红路干休所奉命合并改称陕西省军区渭南离职干部休养所。11月，临潼区、蓝田县人武部划入西安军分区。1985年9月，机关又撤销了科。1986年6月，所属11个县人民武装部移交地方。