华东野战军第一纵队于1947年1月由山东野战军第一纵队与中原军区第一纵队第一旅在山东临沂合编组建，司令员为叶飞作为华东野战军六大主力纵队之一，先后参与孟良崮战役、淮海战役等关键作战，其中在孟良崮战役中担任北线主攻歼灭国民党整编74师。1949年2月整编为中国人民解放军第20军，1950年赴朝参加长津湖战役。

1945年11月华中军区组建新四军第一纵队，次年1月改编为山东野战军第一纵队，成为纵队前身。1947年1月21日，山东野战军第一纵队与中原突围部队第一旅（皮定均部）在临沂合编，正式组建华东野战军第一纵队。此次整编保留了原中原突围部队建制，将其改编为独立师。

1946年底因连续作战损失严重，部队通过以下措施完成整编：

1949年2月根据全军统一整编命令，改称中国人民解放军第20军。1949年4月渡江战役后隶属第三野战军第九兵团。1950年11月入朝参战，在长津湖战役中与美军陆战一师展开激战。1985年整编为第20集团军，成为机械化步兵旅前身。