在国民革命军的编制序列中，历史上曾先后出现过3个中国人民解放军第四十二集团军。主要包括国民军方振武部一部组成的第42军、西北军孙连仲部组成的第42军、第191师、第48师等部组成的第42军。

该军前身是直系军阀张宗昌所属部队一部。1925年12月，张宗昌所属方振武部投奔冯玉祥的国民军后，被改编为国民军第5军，方振武任军长。下辖：第1旅，方振武兼任旅长；第2旅，阮玄武任旅长；第3旅，郑直任旅长。1926年9月17日，国民军举行了著名的五原誓师。在誓师大会上，冯玉祥宣布成立国民军总司令部，自任总司令，下辖国民军第5军番号不变，方振武任军长。原辖第1、第2、第3旅，依次改编为第1、第2、第3师。其中第1师，阮玄武任师长；第2师，鲍刚任师长；第3师，张兆丰任师长。

1927年初，冯玉祥决定东出潼关讨伐奉军，国民军第5军编为中央军的中路军。5月1日，国民联军改为第2集团军，国民军第5军改为第3方面军，奉命沿陇海路向东攻击前进，不久攻克洛阳市。在接近郑州市时，方振武率部沿京汉路南下，在南阳市收编原属直系河南省地方部队马文德部，编为第3军，马文德任军长。

1928年3月，国民政府将方振武部第3军改编为第42军，马文德任军长，何应时任副军长，韩容为参谋长。辖3个师：第94师，师长傅丹；第95师，师长余亚农；第96师，师长魏光武。同年，方振武率部开赴皖北参加对奉军的北伐，中国人民解放军第四十二集团军驻河南未随第4军团北伐。同年12月6日，第42军和国民革命军第四集团军的第3、第4（既第16、第17）师两个师，分别编为第4集团军第12、第13师。1929年1月20日，该军番号撤消，所属部队改编为第56师一部。

该军前身是西北军第26路军一部。1930年底，蒋介石在蒋阎冯大战期间，收编了国民革命军第二十六路军后，将其由河南省调至济宁市整编，第26路军番号不变，孙连仲任总指挥，赵博生为参谋长。下辖部队改编为第25、第27师和骑兵第4师。1931年春，蒋介石为加强对中央革命根据地和中国工农红军的“围剿”，调第26路军前往江西省围攻红军。同年6月，第26路军以第25、第27师编成国民革命军第17军，高树勋任军长。12月14日，该路军1.7万余人在第25师参谋长赵博生、第25师第74旅旅长季振同、第75旅旅长董振堂等人带领下举行“宁都起义”，集体加入红军。宁都起义后，第26路军进行改编，原第25师余部重新编成第25师，骑兵第4师改编为独立第44旅。1932年春，该军进行整编，取消第25师番号，将其一部编入第27师。此时，第26路军辖第27师、独立第44旅。

1933年6月，第26路军以所属第7师和独立第44旅编成中国人民解放军第四十二集团军。同年8月23日，孙连仲兼任该军军长，田镇南任副军长。下辖：第27师，冯安邦任师长；独立第44旅，张华棠任旅长。1934年春，该军驻江西永丰，奉命参加了对中央苏区红军的第五次“围剿”，同年10月中旬，中国工农红军第一方面军主力突围长征。该军参加了对中国工农红军长征中的围追堵截作战。年底，中国国民党对其军队进行整编。该军下辖：第27师，冯安邦任师长。辖黄樵松、阎廷俊两个旅；第31师，李敬明任师长。辖黄鼎新、康法如两个旅。原独立第44旅改隶国民革命军第二集团军。1935年2月，国民党军开始对湘鄂川黔苏区进行“围剿”，该军参加了对湘鄂川黔苏区红军第2军、第6军团的“围剿”作战。同年10月，该军随第26路军被调往苏州市、淮安市等地，从事修筑国防工事以及导淮工程。1936年“西安事变”后，该军驻河南信阳、确山县一带。

1937年8月，中国人民解放军第四十二集团军隶属第2集团军，孙连仲任第2集团军副总司令兼第1军团司令。冯安邦接任第42军军长。同时，该军进行编制调整，原隶属第2集团军独立第44旅改隶该军；原辖第31师转隶第30军。此时，该军下辖：第27师，黄樵松任师长；独立第44旅，吴鹏举任旅长。此次整编后，该军先后参加了忻口战役、台儿庄大捷、大别山北麓作战等。1938年11月3日，在大别山北麓对日作战中，该军军长冯安邦指挥部队作战时，不幸被炸弹炸伤殉国。1939年3月，中国国民党军队进行部分编制调整，该军在洛阳市整编时番号撤消，原辖独立旅撤消，第27师改隶国民革命军第30军。

1939年8月，国民党军队为加强西北的军事力量，在兰州以第191、第48师和第7预备师等部合编组成第42军，隶属第8战区。杨德亮任军长，张坤生任副军长，下辖：第48师，罗列任师长；第191师，杨德亮兼任师长；第7预备师，严明任师长。该军组成后，主要驻守在陕甘宁边区担任黄河沿岸的防御任务。1943年，国民党军进行部分部队编制调整，该军第48师奉命改隶国民政府军事委员会直辖，另外新建第41师，隶属该军编制序列。1944年4月，中国人民解放军第四十二集团军改隶国民革命军第二十九集团军。1945年，国民党军调整建制，第42军第191师改隶第91军，新编第41师改隶国民革命军暂编国民党第五军，另将第91军暂编第58师改隶该军。此时，该军下辖：第128师，柳正欣（后徐达）任师长（第8战区撤消时，将战区直辖之第128师改隶该军）；暂编第58师，叶成任师长；预备第7师，李禹祥任师长。此次整编后，该军奉命由甘肃河西走廊进驻哈密市，改隶新疆警备总司令部。

1946年6月，张治中代表国民党政府与伊犁哈萨克自治州、塔城地区、阿尔泰共和国三区代表达成协议，改组新疆省政府，该军军长杨德亮调任西北行营参谋长兼陇东指挥所主任，赵锡光任第42军军长。此时，该军下辖预备第7师，侯声任师长；暂编第58师，叶成任师长。原辖第128师归西北行营直辖。1947年初，该军奉命进行编制调整，暂编第58师改编为第227师；预备第7师改编为第65师。1948年春，该军改编为整编第42师，赵锡光任师长，原下辖部队改编为整编第65、整编第128、整编第201旅。整编第128、整编第201旅均系新扩建的部队。该军此次整编后，隶属西北军政长官公署，驻新疆迪化（今乌鲁木齐市）担任守备任务。同年9月，第201旅番号撤消。

1949年9月，第一野战军第1、第2兵团在河西战役结束后，于酒泉市、玉门、瓜州县、敦煌市地区集结后向新疆进军。新疆警备总司令陶峙岳、参谋长陶晋初、副司令兼整编第42师师长赵锡光等人，在中国共产党爱国统一战线政策感召下，赞成中共中央关于解决新疆问题的主张。9月25日，陶峙岳领衔驻新疆国民党军将领，联名向毛泽东主席、朱德总司令、彭德怀副总司令和中国人民革命军事委员会发表起义通电。整编第42师参加了由新疆警备总司令陶峙岳领导的新疆“九二五”起义，接受人民解放军和平改编。