該軍前身一部是譚延闓所屬湘軍獨立第9旅。1938年，譚延闓所屬湘軍獨立第9旅擴編為第53師，1933年編入國民革命軍第16軍；該軍前身另一部是國民革命軍第49軍第109師。1935年11月，該師在直羅鎮戰役中被紅軍殲滅後，又以河南省保安部隊重建。
1938年2月，國民政府加強豫魯皖邊軍事力量，以駐豫綏靖公署第16軍第53師和國民革命軍第9軍第109師合編為第90軍，隸屬軍事委員會委員長西安行營指揮。彭進之任軍長，李孫山任副軍長，下轄：
第53師，李韞珩任師長；
第109師，趙毅任師長。
該軍組成後，先後參加了豫魯皖邊戰役和武漢會戰。1939年初，國民革命軍第71軍第61師改隸該軍；同年6月該軍隸屬國民革命軍第三十四集團軍時，彭進之升任第17軍團副軍團長，李文任軍長，李樹森、曾誌遠任副軍長。此時，該軍下轄：
第53師，曹日暉任師長；
第61師，鍾鬆任師長；
第109師，胡鬆林任師長。
同年12月，該軍奉命參加了冬季攻勢作戰。1941年初，該軍進行編製調整時，第109師調歸第16軍，另將第16軍第28師改隸該軍。此時，該軍下轄：
第28師，李夢筆任師長；
第53師，袁傑三任師長；
第61師，鍾鬆任師長。
同年1月下旬至2月上旬，該軍在抗日戰爭第五戰區的編成內，參加了豫南會戰，奉命在遂平、上蔡等地區阻擊日軍的進攻，打破了日軍合圍第5戰區主力的企圖。1944碾月，軍長李文調任中央訓練團後，曹日暉繼任軍長。1945年1月，曹日暉調走，嚴明繼任軍長，李夢筆任副軍長。下轄：第28師、第53師和第61師編製不變。同年3月，該軍主力參加了豫西鄂北會戰，第28師、第61師分別與河南浙川、內鄉地區阻擊日軍的進攻。1945年9月，抗日戰爭結束後，該軍改隸國民革命軍第三十八集團軍時進行編製調整，第28師改隸國民革命軍第36軍。此時，該軍轄：
第53師，袁傑三任師長；
第61師，鄧鍾梅任師長。
在河南洛陽、滎陽等地擔任守備任務。1946年初該軍奉命由河南移防陝西。同年6月，國民黨軍隊整編時，該軍被改為整編第90師，隸屬整編第1軍（原第38集團軍）。原軍長嚴明改任師長，李夢筆任副師長，曾文思任參謀長。原轄第53師、第61師依次改編為整編第53旅和整編第61旅，該師整編完成後，在晉南戰場上多次參加了對陝北解放區的重點進攻作戰，先後參加了聞夏戰役、呂梁戰役、沙家店戰役、岔口戰役、延清戰役、宜瓦戰役等，在宜（川）瓦（子街）戰役中，該師師部及所轄兩個旅被解放軍全殲。戰後，國民黨軍隊重建整編第90師，編入裴昌會第5兵團，由兵團副司令官陳武兼任師長。
1948年9月，整編第90師恢複第90軍番號，陳武任軍長，原整編第53旅和整編第61旅恢複師的番號。第53師，袁致中任師長；第61師，楊蔭寰任師長。該軍恢複番號後，先後參加了荔北戰役、西北冬季戰役和西北1949年春季戰役等作戰。1949年月，該軍改隸第5兵團（後改隸第7兵團）時，軍長陳武升專任兵團副司令，陳子幹繼任軍長，陳華任副軍長。下轄：
第53師，袁致中（後張汝弼）任師長；
第61師，陳華兼任師長。
同年5月，該軍奉命參加陝中戰役，在永樂、閻家堡等地區被解放軍殲滅兩個團，另有兩個營起義。7月，該軍在扶郿戰役中被解放軍殲滅大部，餘部越過秦嶺向西南逃跑。11月，該軍軍部和第53師於德陽、三台地區被解放軍殲滅，第61師及其他殘部參加了第7兵團司令長官裴昌會組織的起義，接受解放軍的改編。
