1952年10月，以高雷军分区和粤中军分区为基础合编组建粤西军区（定为三级军区），隶属中南军区并受广东武装工作部领导，军区机关驻广东赤坎区。

司令员余成斌、政委武光（后张云），参谋长郭庆祥，政治主任扬辉国。军区机关设司令部、政治部、干部部、后勤部、军法处，直属警通连、地方武装干部轮训队、电台、修理所。

主要任务是守备海防内防，做好兵役、民兵工作，清匪镇反，维护社会治安，建设人民武装。

1954年8月，军区整编，压缩机关，直属队编警通排、卫生所、电台和军邮站，县（市）人武部为兵役局。同年9月隶属广东省军区领导。军区下辖单位：独立第4团（团部驻赤坎区）、水上大队和茂名市、电白区、信宜市、化州市、吴川市、廉江市、遂溪县、雷州市（今雷州市旧称）、徐闻县、雷东(东海岛）、阳春市、阳江市、台山市、开平市、恩平市、湛江市等16个县（市）人民武装部。