抗日戰爭結束後，第十六軍移防北平，原轄預備第1師改編為第二二師 ，馮龍任師長；預備第3師改編為第九四師，陳鞠旅任師長；第109師，朱光墀任師長。1946年，第十六軍參加了古北口戰役、張家口戰役、進攻晉察冀解放區的姚村戰鬥、第一次保北戰役等作戰。在進攻張家口戰役和第一次保北戰役中，第109師被人民解放軍殲滅大部。1947年初，第十六軍軍長李正先升任第34集團軍總司令後，由青年軍第203師師長袁樸繼任第十六軍軍長，第109師師長朱光墀升任副軍長，郭崇義任參謀長。1947年7月至1948年6月，第十六軍先後參加了大清河北戰役、清風店戰役、冀熱察戰役。在大清河北戰役中，第十六軍第二二師、第九四師、第109師被人民解放軍各殲一部。1948年9月至同年底，第十六軍在  第四兵團編成內，參加了察綏戰役、平津戰役等作戰。其中，第二二師在平北地區被人民解放軍殲滅兩個團，第二二師師長黃劍夫乘飛機逃回南京；第九四師在平綏線康莊地區被人民解放軍殲滅了1個團，該師師長周士贏等人乘飛機逃回南京。1949年1月初，第十六軍軍長袁樸、副軍長馮龍由傅作義派飛機送回南京。餘部在傅作義的領銜下，接受人民解放軍的和平改編，其軍部被編入人民解放軍第65軍軍部。