1954年10月,蘇軍根據協議正式撤出旅順、大連地區。次年1月,誌願軍第3兵團回國,接收了旅大防務。之前兩國已有協定,蘇軍在撤走時,所有重裝備全部留下。如此一來,我軍就有了成立機械化部隊的物質條件。
1955年2月,總部發出命令:64軍190師進駐旅大,組建第1機械化師。同年4月第1機械化師成立,12軍31師師長吳忠調任師長。
在改編過程中,基本保留了原190師的建製,三個步兵團分別改為第1、2、3機械化團(每個團擁有坦克15輛,自行火炮7輛,其他火炮24門),另外還從兄弟部隊調進了兩個坦克團、兩個炮兵團、一個高炮團。全師有T-34坦克137輛,IS-2重型坦克22輛。
不過,按照今天關於機械化的定義,第1機械化師其實還是屬於“汽車機動、火炮牽引、徒步作戰”的摩托化部隊,距離真正的機械化還有較大差距。此外,該師的組建是參照了蘇軍的編製,顯得規模過於龐大,不利於快速機動和協調指揮,因此後來又撤掉了一個炮兵團和一個坦克團。
進入六十年代以後,林彪喊出了“騾馬化”這一極具爭議的口號,機械化的進程就此中斷,第1機械化師於1961年恢複190師番號,重歸64軍建製。