军区领导机关由新四军第三师师部兼。黄克诚任苏北军区司令员兼政委，张爱萍任副司令员，彭雄任参谋长，吴法宪任政治部主任，下辖盐阜军分区（第八旅兼）、淮海军分区（第十旅兼）。1945年8月大反攻之际，为保证主力部队的大规模机动，第三师师部免兼苏北军区，另单独成立苏北军区司政机关，统辖苏北地方武装及指挥民兵作战。抗战胜利后，10月，第三师北上进入东北，苏南、浙东部队陆续进入苏北。1946年6月，华东野战军第十纵队兼苏北军区，谢祥军任军区司令员，刘培善任政委。后由第十二纵队兼苏北军区，陈庆光任司令员，曹荻秋任政委，下辖第五、第六、第十一军分区。1948年3月，苏北军区与苏中军区合并组成新的苏北军区，司令员管文蔚，政委陈丕显，隶属华东军区建制，下辖第一、第二、第五、第六、第九军分区。1949年初，张震东、萧望东分别任苏北军区司令员、政委，下辖泰州、扬州、南通、淮阴、盐城军分区和警备第九旅。