| 1946年5月，國民黨軍進行整編，第十軍改編為整編第3師，軍長趙錫田改任師長，王輔任副師長，同時，將原轄第3師、第20師依次改編為整編第3旅，何竹本任旅長；整編第20旅，譚乃大任旅長。原新編第1師在此次整編中，調歸整編第76師改為新編第1旅，黃永瓚任旅長。6月，國民黨軍發動全面進攻後，整編第3師奉命參加了阻擊中原解放軍突圍作戰。9月，整編第3師奉命調往山東，參加定陶戰役，整編第3師大部被晉冀魯豫野戰軍圍殲，師長趙錫田被俘。此次作戰後，整編第3師殘部又在豫北重建整編第3師，李楚瀛任師長。下轄：第3旅，何竹本任旅長；整編第20旅，譚乃大任旅長。該師重建後，先後參加了豫北戰役、豫西戰役、伏牛山東麓戰役、平漢隴海戰役等作戰。在平漢隴海戰役中，整編第3師大部在河南以南再次被晉冀魯豫野戰軍殲滅。1948年1月，整編第3師殘部又在湖北重建整編第3師，覃道善任師長，張占魁任副師長。在此次重建後，該師隸屬第12兵團，奉命將第20旅調歸整編第11師，另將整編第11師第18旅及第75旅撥歸整編第3師。此時，整編第3師轄第3旅，夏建勳任旅長；第18旅，尹俊任旅長；第75旅，王靖之任旅長。
1948年10月，國民黨軍廢除整編師、旅編制，恢復軍的番號和編制，整編第3師恢復第十軍番號，覃道善任軍長，王岳任副軍長，原下轄整編第18、整編第75和整編第3旅依次改編為第18師，尹俊任師長；第75師，王靖之任師長；第114師，廈建勳任師長。改軍恢復番號後，奉命參加淮海戰役。
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