1955年甘肅蒙古自治區改名巴彥浩特蒙族自治州。
1956年巴彥浩特蒙族自治州和額濟納自治旗劃歸內蒙古自治區後，合併改設為巴彥淖爾盟。阿拉善旗的巴彥浩特鎮改設為巴彥浩特市，盟人民委員會駐巴彥浩特市。額濟納自治旗改設為額濟納旗（駐建國營）。巴彥淖爾盟轄1市、1縣、2旗。
1958年巴彥淖爾盟盟公署由巴彥浩特市遷駐磴口縣（三盛公鎮）。原屬烏蘭察布盟的烏拉特中後聯合旗（駐海流圖鎮）和烏拉特前旗（駐扒子補隆）及原屬河套行政區的臨河（駐解放鎮）、五原（駐隆興長）2縣和杭錦後旗劃歸巴彥淖爾盟（原狼山縣和陝壩鎮撤銷，併入杭錦後旗；安北縣撤銷，併入烏拉特前旗；達拉特後旗撤銷，併入五原縣）。撤銷巴彥浩特市，併入阿拉善旗。巴彥淖爾盟轄磴口（駐三盛公鎮）、臨河（駐解放鎮）、五原3縣及阿拉善旗（駐巴彥浩特鎮）、額濟納旗（駐賽漢桃來）、杭錦後旗（駐陝壩鎮）、烏拉特中後聯合旗（駐海流圖鎮）、烏拉特前旗（駐扒子補隆）等5旗。
1959年撤銷磴口縣，以原磴口縣三盛公鎮為中心設立巴彥高勒市，其餘地區併入阿拉善旗和伊克昭盟的鄂托克旗。額濟納旗駐地由賽漢桃來遷達蘭庫布；烏拉特前旗由扒子補隆遷駐西山咀。巴彥淖爾盟轄1市、2縣、5旗。
1960年將烏拉特前旗劃歸包頭市領導。巴彥淖爾盟轄1市、2縣、4旗。
1961年以原烏達鎮設立烏達市，由巴彥淖爾盟領導。撤銷阿拉善旗，設立阿拉善左旗（駐巴彥浩特）和阿拉善右旗（駐雅布賴）。巴彥淖爾盟轄2市、2縣、5旗。
1963年原由包頭市領導的烏拉特前旗（駐西山咀）劃入巴彥淖爾盟。轄2市、2縣、6旗。
1964年撤銷巴彥高勒市，復設磴口縣。磴口縣駐地三盛公改名巴彥高勒鎮。阿拉善右旗駐地由雅布賴遷上井子，上井子已改名為額肯呼都格。巴彥淖爾盟轄1市、3縣、6旗。
1969年巴彥淖爾盟駐地由磴口縣遷至臨河縣。將額濟納旗和阿拉善右旗劃歸甘肅省，阿拉善左旗劃歸寧夏回族自治區。巴彥淖爾盟轄1市、3縣、3旗。
1970年由烏拉特中後聯合旗西部地區分設潮格旗（駐潮格溫都爾）。巴彥淖爾盟轄1市、3縣、4旗。
1975年撤銷烏達市，與海勃灣市合併設立烏海市。巴彥淖爾盟轄3縣、4旗。
