改为第七十六军，12月撤军到湖北钟祥休整。1938年7月28日调任陆军第一军中将军长；10月奉命增援豫南。1939年春第一军撤回关中，陶峙岳不是胡宗南嫡系，故处处受排挤，本年秋兼西北游击干部训练班教育长。1940年6月，陶峙岳被任命为第三十四集团军副总司令，率部驰援南阳，阻击进犯日军。1941年初，陶峙岳兼任第一战区（司令长官卫立煌）政治部主任，不久去重庆受训，与张治中结识。1942年6月任第三十七集团军总司令，以第三十六军、第八十军和新编第七军编成，担任对共产党领导的陕甘宁边区封锁，没有参加抗日会战。1945年5月到重庆参加国民党第五次代表大会。9月任河西警备司令部总司令，驻甘肃酒泉，仅辖一个特务营。1946年4月随张治中入新疆，任新疆警备总司令，维护地方秩序。6月，陶峙岳派刘亚哲把被盛世才囚禁在新疆监狱里的共产党员及其家属子女一百三十多人护送回延安。10月任西北行辕副主任，处理日常事务。1948年春，胡宗南令陶峙岳去陕西渭南组织指挥部。8月再次入疆兼任新疆警备总司令部总司令，稳定了新疆动乱的局势。9月15日任西北军政长官公署副长官。1949年4月20日，国共两党谈判破裂，国民党代表团首席代表张治中留在北京，9月10日，张治中两次发电，敦促陶峙岳、包尔汉等人及时表明态度，断绝同国民党政府的关系，17日陶峙岳与包尔汉分别复电张治中，表达和平解放新疆问题的决心，并提出了具体的意见；9月25日，陶峙岳通电全国宣布起义，脱离国民党政府，加入到人民军队的行列。26日，新疆省政府包尔汉、屈武也发出起义通电，新疆和平解放。
新疆和平解放前，他和好友赵锡光将军商定：要尽力保境安民，不让国土在自己手中受到帝国主义势力入侵；新疆一旦和平解放，他们将把国土和新疆10万部队交给共产党和解放军。起义前，陶峙岳是新疆警备总司令，他是一个“袍泽情深”、讲究义气的军人，个人事小，众人事大。部队起义后，他经常思考的一个问题是：那些随自己守卫边疆，征战多年的部下如何安置？不能让他们无家可归，流离失所呀！然而在新疆安家落户，困难很多，谈何容易！他想得最多、最好的办法是发点钱，给点路费，把大家遣散回老家。到底如何安置自己的部下好？陶将军还没理出个头绪。1949年10月5日，陶峙岳亲自到酒泉会见了彭德怀和王震，受到他们热情欢迎，10日回迪化，新疆形势日趋平静；12月17日任新疆军区（彭德怀兼司令员）副司令员，19日集中整训改造起义部队，12月30日解放军第二十二兵团成立，陶峙岳任司令员，王震任政治委员，辖骑兵第七师、骑兵第八师、第九军。部队除番号改变外，原建制和官兵没变，排、连、营、团、师的行政长官只有晋升没有降职调离，部队没有散，只有每个连、营、团从老部队派去指导员、教导员、团政治委员。22兵团26师近万名官兵，从解放军抽派去的政工人员只有300来人。部队改编后集中学习休整了3个多月，进行诉苦教育，通过诉苦对起义将士进行人民解放军的宗旨、纪律和为人民服务的教育，宣传官兵平等、官兵一致，反对军阀作风。政工干部言传身教，示范带动，不打人、不骂人，说话和气，生产吃苦在前，享受在后，晚上查夜看士兵的被子盖好了没有，给没文化的士兵教识字，学文化，尊重支持行政领导，自己做出好样子，让起义官兵跟着学，照着干，老部队的好作风、好传统通过政工干部的播撒，在起义官兵中生根、发芽、开花、结果。起义部队很快成为新型的人民解放军。部队起义后，王震将军代表共产党向陶峙岳表示：“起义部队过去守土有责，立了功。起义以后，可以一起和我们转向生产，妥善安置大批退伍官兵。”
1950年2月，陶峙岳赴北京汇报工作，受到毛泽东主席的亲切接见，毛主席诚恳勉励他过好三关（解放战争关、土地改革关、社会主义关），然后陶峙岳回新疆屯垦戍边剿匪，同时兼任西北军政委员会委员。1950年3月，22兵团10万人在陶峙岳的率领下踏着积雪开赴北疆的玛纳斯河流域，开荒地、办农场、建城市。同年7月陶峙岳带人到石河子看地形，选择城建位置，组建了城建处，赵锡光兼城建处处长。6月到北京参加了第一届全国政协第二次会议。1951年冬，26师官兵利用冬季积雪，把6000根8米长的原木从70到100多里外的天山用人力拉到了石河子，1952年10月，第一座行政办公大楼在石河子落成。1950年部队开荒造田，1951年22兵团的粮油供应通过开荒造田，发展生产得到了供给有余。22兵团来到石河子陶峙岳随22兵团来到石河子，全身心地投入了新中国新新疆的建设。1951年成立的石河子机耕实习农场，是22兵团起义后生产建设中兴建的第一个机械化的农场，前身是22兵团直属生产大队。机车组长袁作斌原是汽车营长，副组长洪涛是司令员的随从副官。陶司令员一向把机耕组当作机械化农场的先头部队，要求带好头，先走一步做出榜样，为全兵团起示范作用。他对机耕战士要求很严，也很爱。1951年春第一次用拖拉机播种。刚调配的24行播种机大家都不懂操作，眼看播种期到了，大家心里很着急。组长袁作斌决定用新疆农民的办法——撒播。正在干时，陶司令员来了，问这主意是谁出的，驾驶员告诉他，是袁作斌。陶即找到袁批评了一通：“你这么做要不得，深的深，浅的浅，怎么能保住全苗，你们是机械化条件，二牛抬扛思想；掌握的是机器，用的是农民的耕作方法。同志们，这是不应该的，要不得哟！”1952年国家调拨大批拖拉机给各军垦农场。为了适应机械化大生产的需求，陶司令员责成机耕农场为各生产部队代办拖拉机培训班，到1953年底共培训拖拉机手1100多名，遍布天山南北。1950年，部队开到玛纳斯流域开荒造田，种粮食，也种棉花，1952年大面积棉花单产籽棉只有100斤左右，不到50公斤，这年冬天兵团党委批示玛纳斯流域的棉花单产籽棉1953年要达400斤，比1952年提高三倍。石河子地处玛纳斯河流域，北纬45度，历史上从未种过棉花，1
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