1911年10月的辛亥革命运动,很快波及到了伊犁。1912年1月7日,以伊犁陆军协统杨缵绪为首的革命党人发动起义,迅速击溃驻防清军,占领将军府所在地--惠远城,枪决伊犁将军志锐,组织汉、满、蒙、回、藏“五族共进会”,成立伊犁临时政府。接着派出革命军继续东征,在精河击败反对革命的清军,迫使新疆巡抚袁大化宣布实行共和体制,从而结束了清朝在新疆的专制统治。但是,由于伊犁革命党人软弱、妥协,加上新封建军阀杨增新的诱、胁迫,伊犁临时政府与其签署了议和条款,承认杨增新为全疆最高军政长官——都督,拱手让出了政权。杨增新上台以后,为了推行独裁专制,遂逐步把伊犁镇边使改为镇守使,把伊犁四领队大臣改为四领队官;把塔城参赞改为道尹,完全归新疆都督管辖。另在阿尔泰设办事长官。1916年,将伊塔道改设为伊犁、塔城两道。1919年,又将阿尔泰地区改为阿山道,归新疆统辖。1928年,杨增新被刺杀,金树仁攫取了新疆的统治政权。1933年,迪化发生“四·一二”政变,赶走了金树仁,军阀盛世才取而代之。盛世才为了巩固自己的政权,提出了“民族平等”和“民主自由权利”以及废除金树仁对人民的某些封建压迫等政策。中国共产党人根据团结一切抗日力量的民族统一战线政策,从1937年起,陆续派出上百名共产党员到新疆工作,帮助盛世才制定和实行“反帝、亲苏、民平(民族平等)、清廉、和平、建设”的“六大政策”,使新疆出现了蒸蒸日上的新气象。但是,随着国际、国内形势的变化,盛世才的法西斯面目日益明显地暴露出来,其反苏、反共、反人民的活动也愈来愈露骨。1942年,盛世才撕下伪装公开投靠国民党反动派,背信弃义地捏造了所谓的“阴谋暴动案”,大肆捕杀共产党人和进步人士,白色恐怖笼罩了整个新疆,国民党反动势力也随之伸入新疆。1943年,国民党在新疆建立省党部,国民党军队也进入新疆。1944年秋,国民党即正式取代盛世才,进一步推行民族压迫和恐怖的特务统治,横征暴敛,使新疆各族人民的生活濒于绝境,迫使伊犁、塔城、阿山(今阿勒泰)三区各族人民走上武装反抗的道路。1944年9月,巩哈县(今尼勒克)农牧民在乌拉斯台发动了以反对献马为导火索的武装暴动,袭击了反动政府的警察和驻军,并迅速占领县城,从而揭开了各族人民反对国民党反动派统治的革命斗争的序幕,吹响了伊、塔、阿三区革命的号角。随之伊宁、绥定、宁西(今察布查尔)、霍城、昭苏等县也相继为游击队所占领。11月12日,各地起义的代表在伊宁召开会议,宣布成立三区革命临时政府。1945年4月8日又正式建立了革命武装--民族军。同时,塔城、阿勒泰等地各族群众也揭竿而起,革命的烈火在三区各地燃烧起来。到1945年秋,民族军和起义群众已基本控制了三区,并一直打到玛纳斯河边,矛头直指迪化(今乌鲁木齐)。加上国际、国内局势向着有利于革命方面发展,国民党当局被迫接受和平谈判。10月12日,三区代表赖希木江·沙比尔、阿合买提江·哈斯木、阿不都海依尔·吐烈到迪化同国民党代表举行谈判。经过激烈争论,到1946年6月,全面签订了11项和平条款和两个附件。并根据条款规定,改组省政府,于7月1日成立了联合省政府,颁了新的施政纲领。但是,国民党反动派根本没有实施和平、民主的诚意。在全国,他们悍然撕毁《双十协定》,向解放区大举进犯;在新疆,他们同样凶相毕露,撕毁和平条款,进而于1947年2月制造血腥的“二·二五”事件,破坏和平条款,并阴谋杀害三区革命领导人,又擅自改组省联合政府,三区代表被迫退出联合政府,撤回伊宁。之后,国民党反动派又在三区周围不断调集兵力,实行封锁政策,还唆使乌拉斯满匪帮进行武装破坏活动,妄图瓦解和消灭三区革命力量。由于三区各族人民坚持斗争,终于粉碎了敌人的一切阴谋,使三区革命力量一直坚持到1949年9月新疆和平解放。