Trong lịch sử Trung Quốc, thuật ngữ Phương diện quân xuất hiện lần đầu tiên vào cuối năm 1926. Bấy giờ, lực lượng các quân phiệt Bắc Dương thống nhất về danh nghĩa thành An quốc quân, do Trương Tác Lâm làm Tổng tư lệnh, nhằm chống lại chiến dịch chiến tranh Bắc phạt do lực lượng Quốc dân Cách mệnh Quân thực hiện. Để thuận tiện cho việc tác chiến, Trương biên chế các lực lượng dưới quyền vào các biên chế lớn hơn gọi là Phương diện quân. Trên thực tế, việc hợp thành này chỉ trên danh nghĩa, các đơn vị chiến đấu có biên chế không đều nhau, các quân phiệt vẫn nắm quyền chỉ huy đơn vị bộ thuộc, nên việc tác chiến thống nhất kém hiệu quả.

1. Phương diện quân số 1: gồm các binh đoàn số 1, 2, 3 dưới quyền tư lệnh Tôn Truyền Phương (quân phiệt Tôn Truyền Phương)
2. Phương diện quân số 2: gồm các binh đoàn số 1, 2, 3, 4, 5, 7, 8,9, 10, 11, 12, 13, 17, 18, 19 dưới quyền tư lệnh Trương Tông Xương (quân phiệt Trương Tông Xương)
3. Phương diện quân số 3: gồm các binh đoàn số 8,9, 10, 15, 20 dưới quyền tư lệnh Trương Học Lương (quân phiệt Trương Tác Lâm)
4. Phương diện quân số 4: gồm các binh đoàn số 13, 14, 16, 17, 19 dưới quyền tư lệnh Dương Vũ Đình (quân phiệt Trương Tác Lâm)
5. Phương diện quân số 5: gồm các binh đoàn số 11, 12, 30, 31 dưới quyền tư lệnh Trương Tác Tương (quân phiệt Trương Tác Lâm)
6. Phương diện quân số 6: gồm các binh đoàn hậu bị và binh đoàn số 1 Hắc Long Giang dưới quyền tư lệnh Ngô Tuấn Thăng (quân phiệt Trương Tác Lâm)
7. Phương diện quân số 7: gồm các binh đoàn số 6, 14, 15, 16, 20, 21, 23, 25, 26, 27, 28, 30, 31 dưới quyền tư lệnh Trữ Ngọc Phác (quân phiệt Trương Tông Xương)

Về phía Quốc dân Cách mệnh Quân, ngày 5 tháng 4 năm 1927, chính phủ Vũ Hán cũng biên chế thống nhất bộ đội trên toàn quốc thành 2 tập đoàn quân, gồm Tập đoàn quân số 1 do Tưởng Giới Thạch làm Tổng tư lệnh, với thành phần nòng cốt là lực lượng Cách mệnh quân chính quy, gồm các Phương diện quân số 1 (tổng chỉ huy Hà Ứng Khâm), 2 (tổng chỉ huy Trình Tiềm), 3 (tổng chỉ huy Lý Tông Nhân), 4 (tổng chỉ huy Đường Sinh Trí); và Tập đoàn quân số 2 do Tổng tư lệnh Phùng Ngọc Tường, với thành phần nòng cốt là lực lượng Quốc dân quân dưới quyền Phùng Ngọc Tường mới quy thuận, gồm các Phương diện quân số 1 (tổng chỉ huy Tôn Lương Thành), 2 (tổng chỉ huy Tôn Liên Trọng), 3 (tổng chỉ huy Hàn Phúc Củ), 4 (tổng chỉ huy Tống Triết Nguyên), 5 (tổng chỉ huy Nhạc Duy Tuấn), 6, (tổng chỉ huy Thạch Kính Đình), 7 (tổng chỉ huy Lưu Úc Phân), 8 (tổng chỉ huy Lưu Trấn Hoa), 9 (tổng chỉ huy Lộc Chung Lân)

Mặc dù trong Cách mệnh quân có nhiều đơn vị của các quân phiệt (hoặc bị đánh bại, hoặc quy thuận) được sáp nhập vào, tuy nhiên, so với An quốc quân thì Cách mệnh quân được biên chế khá đồng đều và chỉ huy tương đối thống nhất. Thời kỳ này, biên chế Tập đoàn quân và Phương diện quân Cách mệnh quân tương đương biên chế Cụm tập đoàn quân (Heeresgruppe) và Tập đoàn quân (Armee) của Đức trong Thế chiến thứ nhất.

Khi lực lượng Cách mệnh quân thắng thế trên chiến trường, nhiều quân phiệt trở cờ và quy thuận chính phủ Quốc dân. Các đơn vị này được Tổng tư lệnh Bắc phạt Tưởng Giới Thạch biên chế thành Tập đoàn quân số 3. Sau khi xảy ra sự kiện Ninh Hán phân liệt, chính phủ Vũ Hán do Uông Tinh Vệ lãnh đạo đã thành lập thêm Tập đoàn quân số 4 do Đường Sinh Trí làm Tổng tư lệnh, gồm các Phương diện quân số 1 (tổng chỉ huy Đường Sinh Trí) và 2 (tổng chỉ huy Trương Phát Khuê), với thành phần nòng cốt là lực lượng quân phiệt Tân Quế hệ. Tuy nhiên không lâu sau mâu thuẫn Tưởng - Uông tạm thời dàn xếp, và cuộc chiến Bắc phạt tiếp tục đến khi diễn ra sự kiện Đông Bắc trở cờ.

Sau cuộc chiến Bắc phạt, biên chế Tập đoàn quân và Phương diện quân đều được bãi bỏ. Khi Nội chiến Quốc-Cộng lần thứ nhất nổ ra, năm 1929, chính phủ Quốc dân (bấy giờ do Quốc dân đảng lãnh đạo) đã cho biên chế các đơn vị Quốc dân Cách mệnh Quân thành các Lộ quân, về danh nghĩa để chuẩn bị chiến tranh với Nhật Bản, trên thực tế dùng để chống lại sự phát triển của Hồng quân Công Nông. Đối lại, ngày 11 tháng 6 năm 1930, Trung ương Trung Quốc Cộng sản Đảng ra quyết nghị, yêu cầu Hồng quân tiến công các đại trung tâm thành thị, phối hợp lực lượng công nhân tại chỗ làm bạo động đoạt chính quyền, từ đó mở rộng giành chính quyền trên toàn quốc. Lực lượng chủ lực của Hồng quân cũng dần hợp thành các phương diện quân để đánh ứng yêu cầu tác chiến lớn.

1. Phương diện quân số 1 Hồng quân Trung Quốc, do Chu Đức làm Tổng tư lệnh, Mao Trạch Đông làm Tổng chính ủy. Tổng binh lực khoảng hơn 3 vạn người.
2. Phương diện quân số 2 Hồng quân Trung Quốc, do Hạ Long làm Tổng chỉ huy, Nhậm Bật Thời làm Chính ủy. Tổng binh lực xấp xỉ 1,5 vạn người.
3. Phương diện quân số 4 Hồng quân Trung Quốc, do Từ Hướng Tiền làm Tổng chỉ huy, Trần Xương Hạo làm Chính ủy. Tổng binh lực xấp xỉ 4,5 vạn người.

Trên thực tế, binh lực các Phương diện quân Hồng quân Công Nông chỉ xấp xỉ từ 1,5 vạn đến 4,5 vạn binh sĩ, chỉ tương đương cấp quân đoàn, thậm chỉ chỉ bằng một sư đoàn biên chế tiêu chuẩn. Vì vậy khi Quốc Cộng hợp tác cùng chống Nhật, tháng 8 năm 1937, các phương diện quân Hồng quân được đổi phiên hiệu thành các sư đoàn 115, 120 và 129 Quốc dân Cách mệnh Quân, biên chế trong Bát lộ quân.

Từ năm 1938, biên chế Lộ quân của Quốc dân Cách mệnh Quân được đổi thành Tập đoàn quân. Tuy nhiên, tháng 12 năm 1944, Bộ tư lệnh Lục quân của Quốc dân Cách mệnh Quân đã cho thành lập 4 phương diện quân ở phía Nam:

1. Phương diện quân số 1 (nguyên là Biên khu Điền Việt): Tư lệnh Lư Hán, gồm các binh đoàn 60, 93, 52
2. Phương diện quân số 2 (nguyên là Chiến khu IV): Tư lệnh Trương Phát Khuê, gồm các binh đoàn 46, 62, 64
3. Phương diện quân số 3 (nguyên là Biên khu Kiềm Quế): Tư lệnh Thang Ân Bá, gồm các binh đoàn 20, 26, 13, 71, 94
4. Phương diện quân số 4 (nguyên là Tập đoàn quân số 24): Tư lệnh Vương Diệu Vũ, gồm các binh đoàn 73, 74, 100, 18

Sau chiến tranh, các phương diện quân này đều bị giải thể.