Ngày 26/10/1948, Khu 5, Khu 6, Khu 15 sáp nhập thành Liên khu 5. Bộ chỉ huy Liên khu gồm: đồng chí Nguyễn Thế Lâm giữ quyền Tư lệnh, ông Nguyễn Chánh - Chính trị ủy viên, đến cuối năm 1948 bổ sung ông Đàm Quang Trung làm Phó Tư lệnh. Địa bàn Khu 5 từ đèo Hải Vân đến Hàm Tân, Bình Thuận[2]
Ngày 25/01/1955, Bộ Chính trị quyết định sáp nhập 2 tỉnh Quảng Trị (từ nam sông Bến Hải vào) và tỉnh Thừa Thiên vào Liên khu 5 và thành lập 4 liên tỉnh trực thuộc Liên khu 5 gồm: Liên tỉnh Quảng Trị, Thừa Thiên, Quảng Nam; Liên tỉnh Quảng Ngãi, Bình Định, Phú Yên; Liên tỉnh Khánh Hòa, Ninh Thuận, Bình Thuận, Lâm Viên và Đồng Nai Thượng (Lâm Đồng); Liên tỉnh Kon Tum, Gia Lai, Đắc Lắc. Ngày 25/01/1956, Bộ Chính trị quyết định sáp nhập Liên tỉnh Quảng Trị, Liên tỉnh Thừa Thiên, Liên khu 5 vào tỉnh Quảng Trị, Thừa Thiên (nay là tỉnh Thừa Thiên - Huế) thành Quân khu 5 và Quân khu 6.
Ngày 27/7/1961, thành lập Bộ Tư lệnh Quân khu 5 và Bộ Tư lệnh Quân khu 6.[2]
Quân khu 5 gồm các tỉnh: Quảng Trị, Thừa Thiên, Quảng Đà, Quảng Nam, Quảng Ngãi, Bình Định, Phú Yên, Kon Tum, Gia Lai do ông Nguyễn Đôn làm Tư lệnh kiêm Chính ủy.
Quân khu 6 gồm các tỉnh Khánh Hòa, Ninh Thuận, Bình Thuận, Đắc Lắc, Quảng Đức, Tuyên Đức, Lâm Đồng do ông Y Blốc Êban làm quyền Tư lệnh.
Ngày 27/4/1965, Quân khu Trị Thiên Huế thành lập tách ra từ Quân khu 5.
Quân khu đã thành lập thêm 3 sư đoàn bộ binh: Sư đoàn 307 (03/7/1978), Sư đoàn 309 (06/9/1978) và Sư đoàn 315 (29/02/1979), đồng thời thành lập Mặt trận 579.[2]
