Chiến dịch Tây Nguyên thành công lớn, quân đội Việt Nam Cộng hòa bị xóa sổ khỏi Tây Nguyên và bỏ chạy về duyên hải miền trung. Ngày 26 tháng 3 năm 1975, các đơn vị chủ lực Quân đội nhân dân Việt Nam tại Tây Nguyên tập hợp lại thành một đơn vị cấp quân đoàn.[2] Khi đó gồm có: Sư đoàn 316 (đoàn Bông Lau); Sư đoàn 10 (đoàn Đăktô), Sư đoàn 320 (đoàn Đồng Bằng); Sư đoàn 2 Quảng - Đà ở phía bắc quân khu; Trung đoàn xe tăng 273, Trung đoàn đặc công 198 và một số đơn vị hỗ trợ.

Ngay sau khi thành lập, quân đoàn 3 hành quân cơ giới xuống Nam bộ, tập kết ở Củ Chi và đánh Đồng Dù, rồi tham gia chiến dịch Hồ Chí Minh. Riêng Sư đoàn 2 trở lại Quân khu 5 , tiến công Sài Gòn từ hướng Tây Bắc.[3], Trung đoàn 198 được tăng cường cho sư đoàn đặc công của Lê Bá Ước, trong khi đó 2 trung đoàn Gia Định được phối thuộc tạm thời cho QĐ3.

Sau ngày thống nhất đất nước, Quân đoàn 3 trú ở khu vực Tây Nguyên và Trung bộ, tham gia truy quét FULRO.[3] Quân đoàn 3 có thêm Sư đoàn 31 (đoàn Lam Hồng) từ khu vực Cánh Đồng Chum trở về.

Từ năm 1978, Quân đoàn 3 truy quét đánh đổ Khmer Đỏ và giải phóng toàn bộ Campuchia.[3]

Từ năm 1979 Quân đoàn bàn giao toàn bộ địa bàn Campuchia cho Quân đoàn 4 tiếp quản. Sư đoàn 316 và Sư đoàn 31 được gọi ra bắc để thành lập tuyến phòng thủ Sông Cầu chống quân Trung Quốc từ năm 1979 đến 1987 trong chiến tranh biên giới phía bắc tại Bắc Thái.[3]

Từ năm 1987, Quân đoàn 3 trở lại đóng quân ở khu vực Tây Nguyên.[3]