1、乌斯满、达力克汗（1949年任新疆民族军高级将领，在赴北京参加政协会议时由于飞机失事去世）的阿山哈萨克族武装。这个武装是在蒙古人民共和国和苏联一手扶植下发展壮大起来的。乌斯满和达力克汗都是新疆阿山地区哈萨克人，乌斯满早在30年代就组织武装反抗盛世才，在当地很有影响力，三区革命胜利后被三区临时政府任命为阿山地区专员，1947年投靠国民党政府，新疆和平解放后沦落成新疆最猖獗的土匪。1951年2月在青海柴达木被解放军剿匪部队活捉，两个月后在迪化经公审后枪决。
2、新疆伊犁解放组织。该组织成分十分复杂，有大土耳其分子（东突分子）、泛伊斯兰分子、极端民族主义分子、在苏联学习归来的苏共在伊犁地下组织成员、进步青年和伊犁民族起义人员（如巩哈暴动人员）。人员众多、装备精良，是新疆民族军的主力。
3、在南疆蒲犁（今天塔什库尔干）的蒲犁游击队。该游击队主要由柯尔克孜和塔吉克人组成，领导者是从苏联伏龙芝军校学习归来的伊斯哈克伯克（后来成为新疆民族军高级将领，1949年赴北京参加政协会议时由于飞机失事去世）。该部队在三区革命时期曾经数次进攻喀什，后来经过和谈，大部经苏联进入伊犁地区。
4、在苏联驻塔城领事馆帮助下建立的塔城战斗小组，领导人是司马义也夫。司马义也夫后来成为新疆民族军的主力骑兵团团长，在新疆平叛战斗中战功卓著。
新疆与苏联有着密切关系，近现代新疆诸大事无一不和苏联（俄国）有关，尤其是盛世才的上台，更与苏联大有干系，苏联为了支持盛世才独霸新疆，甚至还出动机械化部队和空军直接帮助盛世才打败马仲英。苏联如此明目张胆地支持盛世才，目的不外乎要在新疆扶植一个极端亲苏的政权，以确立自己在新疆的势力范围，同时也为自己建立一个有效的战略缓冲地带。因此二战后期盛世才突然从亲苏转向亲蒋后，自然引起苏联的不安，尤其是盛世才的412事件后，公开关押驱逐*人，更让斯大林大为光火。许多在苏联成长、学习的少数民族*人被派进新疆，如在盛世才时期返回苏联的前白俄鲍里诺夫、列斯肯，流亡苏联的伊犁地区宗教人士艾里汗•吐里等，进入苏联接受先进思想的进步青年阿巴索夫和阿合买提江、受苏联训练的军事指挥人员伊斯哈克伯克、达力克汗等。伊犁革命组织就是这时候由苏联驻伊犁领事馆牵线，联系当地民族宗教势力和进步人士建立起来的。
有未经证实的资料说在新疆和谈成功之前，三区民族军排以上干部均为苏军派遣来的正规军官。民族军中也有大批苏联援助的武器装备，根据锡伯族骑兵连成员在90年代的回忆录中提到，新疆和谈成功后，有正式的命令收回部队中所有带有俄文字符标示的武器，代以缴获的国民党武器。至于三区政府和苏联的关系自不必说，张治中回忆录中讲，就在和谈协议签字仪式上，苏联领事馆领事俨然一个太上皇，当着张治中的面直接修改和谈协议条款，从此可见一斑。大批三区民族军将领在三区革命成功后陆续返回苏联，如原民族军总指挥鲍里若夫在新疆和谈即将成功前返回；曾经担任过中国人民解放军5军军长的列斯肯在50年代初5军番号被取消前返回。
