Sau khi Cách mạng tháng 8 thành công, chính quyền Việt Nam Dân chủ Cộng hòa được thành lập. Một trong những mối quan tâm của chính quyền Việt Nam non trẻ là xây dựng một lực lượng quân đội quốc gia để bảo vệ thành quả nền độc lập vừa giành được. Ngày 22 tháng 4 năm 1946, Sắc lệnh số 33/SL được ban hành, ấn định các cấp bậc, quân phục, phù hiệu, cấp hiệu cho lục quân của toàn quốc. Theo đó, cấp Đại tá được xếp là cấp cao nhất của sĩ quan bậc Tá, chỉ dưới bậc Tướng; đồng thời cũng quy định chức vụ chỉ huy của sĩ quan cấp Đại tá là Đại đoàn trưởng hoặc Sư đoàn phó. Cấp hiệu Đại tá cũng được quy định là 3 lon vàng và 1 sao vàng trên nền đỏ.[1]

Theo các hồi ức, người Việt Nam đầu tiên được phong quân hàm sĩ quan và cấp bậc Đại tá là ông Vũ Đình Huỳnh. Ông được đặc cách phong cấp bậc này vào khoảng tháng 5 năm 1946, trên cương vị là tùy viên quân sự tháp tùng Chủ tịch Chính phủ Hồ Chí Minh sang Pháp dự Hội nghị Fontainebleau 1946.[2][3][4]

Sau khi chiến tranh bùng nổ, chính phủ Việt Nam Dân chủ Cộng hòa rút về các chiến khu để tiếp tục chỉ đạo kháng chiến. Ngày 15 tháng 2 năm 1948, Sắc lệnh số 131/SL được ban hành, theo đó, cấp bậc Đại tá được phân thành 2 hạng: Hạng Nhất và hạng Nhì.[5] Bốn ngày sau, 7 cán bộ quân sự được phong quân hàm Đại tá hạng Nhất gồm Vũ Hiển – Trưởng phòng Tác chiến kiêm quyền Tổng tham mưu phó; Phạm Trinh Cán – quyền Cục trưởng Cục Quân pháp; Vũ Văn Cẩn – Cục trưởng Cục Quân y; Trần Dụ Châu – Cục trưởng Cục Quân nhu; Lê Khắc – Cục trưởng Cục Công binh; Phan Tử Lăng – Cục trưởng Cục Quân chính; và Hoàng Minh Thảo – Tư lệnh phó Liên khu 3.[6]