民國35年(1946)1月10日，由國民政府代表張群、中共代表周恩來、美國代表馬歇爾所組成的軍事三人小組會議，簽訂設立軍事調處執行部(簡稱「軍調部」)，以執行停戰與整軍的相關事宜。民國35年(1946)1月，軍調部設於北平協和醫院舊址。軍調部及其下組織的運作方式，都是以「三人委員會」為藍本，由三方代表共同參與。本部由國民政府委員鄭介民、中共委員葉劍英、美國委員羅伯遜所組成；三方各自有獨立的辦公室，各項措施須經三方委員一致同意後，正式訓令則是以中華民國政府主席名義發布。軍調部的主要工作為：執行國共兩軍的停戰、恢復華北華中的交通、執行國軍之整編與共軍統編為國軍。國民政府雖於民國35年(1946)1、6、11月共3次發布停戰令，實際上是打打停停，尤其下半年戰況轉趨擴大，軍事調處工作難以執行。民國36年(1947)1月馬歇爾離華，美方決定退出軍調部，該部工作結束。
民國34年(1945)底，美國為調停抗戰結束後的國共關係，指派前陸軍參謀長馬歇爾將軍來華。馬歇爾來華後，由國民政府、中共、美國三方組成「軍事三人小組」，國民政府委員起初是張群(後改為張治中)、中共委員是周恩來，美國委員即為馬歇爾。軍事三人小組為執行軍事調處，下設「軍事調處執行部」(簡稱軍調部)。民國35年(1946)1月，軍調部設於北平協和醫院舊址。
軍事調處執行部及其下組織的運作方式，都是以三人小組為藍本，由三方代表共同參與。軍調部的人事組成，國民政府委員為鄭介民，參謀長為蔡文治；中共委員為葉劍英，參謀長為羅瑞卿；美國委員為羅伯遜，參謀長為海斯。三方各自有獨立的辦公室，如政府方面的辦公室，正式名稱為「軍事調處執行部政府代表委員辦公室」。各項措施須經三方委員一致同意後，正式訓令則是以中華民國政府主席名義發布。軍調部的各種會議，如「聯合參謀長會議」，即由三方參謀長出席；各地設置的38個執行小組，同樣比照此方式運作。
國民政府與中共協調出的第一次停戰命令，以民國35年(1946)1月13日下午12時為生效時間。停戰的主要內容包括：一、一切戰鬥行動立即停止；二、中國境內的軍事調動一律停止，除國民政府在長江以南的整軍計畫，及國軍在東北九省的調動之外；三、破壞與阻礙交通線之行動必須停止；四、為實行停戰協定，在北平設立軍事調處執行部，由國民政府、中共、美國政府各派一委員組成。軍事調處執行部發布的停戰方式：一、實施停戰的原則：衝突的雙方部隊，接到執行部的停戰指示後，需立即停火，雙方衝突部隊隔離。二、實施停戰的辦法：如一方佔領城市，另一方撤至距城一日路程的地點(至少為60華里)；如雙方都在城內，雙方均撤至距城一日路程；雙方部隊在野外，撤離衝突地點一日路程。
以民國35年(1946)1月13日，停戰命令生效時的兩軍狀態為基準，在此時間之後的部隊移動，都應恢復原有狀態。實際的調處工作，由軍事調處執行部分布各地的執行小組來執行，每個小組均有國民政府、中共、美國三方代表，共同進行實地會勘，進行溝通、聽取雙方解釋，執行小組再報由調處部本部處理。由於部隊作戰來來往往，常是各執一詞，調處工作不易。
民國35年(1946)2月25日，美國代表馬歇爾、國民政府代表張治中、中共代表周恩來，簽訂「關於軍隊整編及統編中共部隊為國軍之基本方案」。軍事調處執行部為執行整編的事務性工作，下設有整軍處。整軍處為協調國軍與共軍的整編方案，共召開過19次會議。會議同樣由國民政府、中共、美國三方代表出席，針對軍隊整編的事務性問題進行討論，如國共兩軍的編配、部隊的編制方式等。
軍事調處執行部根據和字第四號命令，於民國35年(1946)2月13日成立鐵路管理科(後改為交通處)，協助交通部恢復華北被破壞的鐵路。鐵路管理科由政府、中共、美國三方派代表組成。2月18日，聯合科長會議決定華北鐵路的修復順序：津浦鐵路、膠濟鐵路、隴海鐵路、平綏鐵路、平漢鐵路、同蒲鐵路、平承鐵路、正太鐵路等8條。2月19日，聯合科長會議再決定派出8個鐵路小組。鐵路為內陸交通之動脈，具有高度的戰略價值，所以國共戰爭過程中，鐵路交通常成為爭相控制的目標。
政府與中共都會運用媒體宣傳，在邊談邊打的過程中，文宣戰甚為重要。由於過早宣布新聞或洩漏軍事調處的消息，都可能影響停戰協定的執行，因此軍事調處執行部規定由新聞發佈科負責。新聞發佈科的運作方式與其他科類似，都是由國、共、美三方人員聯合處理。新聞發布流程為：聯合新聞發佈科各科長→聯合參謀科各科長→執行處處長→三委員批准。軍調部的地方小組，不得對該地的動態發布新聞，如有發布需要，必須先送北平本部。
國民政府強調和平解決衝突的立場，主張政治問題就應政治解決，強調政府一再容忍讓步，從民國35年(1946)1月、6月、11月分別頒布3次停戰令，中共卻得寸進尺，違背停戰命令，趁機擴張據點，破壞鐵公路交通。要求中共必須停止軍事攻擊與破壞交通之行動，開誠商討整軍方案，以及指定駐軍地點之協定。如民國35年(1946)10月2日，中央日報號外即以「政府重大決定－對國府名額又作新讓步，共軍駐地應即從速規定，如遭拒絕共黨應負全責」為標題，可知宣傳的氛圍。
中共認為國民政府無停戰之誠意，違反停戰協定，亦透過其宣傳系統爭取輿論支持。如民國35年(1946)10月，對於國民黨中央宣傳部長彭學沛的聲明，要求共軍進入指定地點、國民政府改組等問題獲得協議後，政府才能同意停戰。中共中央則是聲明「和平唯一合理合法有效保證是無條件恢復一月十日停戰令的效力」，意即國軍必須退出停戰令發布後新佔領的區域，並指責國軍沒有停戰，甚至還大量擴充軍隊。
由於政府與中共在政治與軍事上的衝突，和談難以落實，馬歇爾調處失敗，軍事調處執行部已無存在之必要，因此於民國36年(1947)2月結束。由於軍調部涉及三方，三方代表分批撤離，因此結束的時間說法不一。首先，美國代表於1月29日即已決定撤除軍調部，至於中共代表的撤離，2月初開始安排，2月上旬已開始撤離部分人員。軍調部政府代表團則以3月30日為結束時間。