该师前身为晋绥野战军独3旅。1943年6月，八路军120师358旅(兼晋绥军区3分区)奉命赴陕甘宁边区。8月下旬，奉中央军委命令，八路军3纵队兼冀中军区司令员吕正操率9个团到达晋西北地区。11月，八路军3纵队兼冀中军区警备旅旅部与358旅留守晋绥的部分人员重新组成晋绥军区3分区领导机关，同时调冀中军区17团、120师特务团归3分区建制。1945年8月11日，晋绥军区3分区改编为晋绥野战军独3旅。1946年6月，该旅17团与独2旅27团对调，10月绥蒙军区9团调归该旅建制，两团番号不变。11月16日，改编为晋绥军区3纵队独3旅。

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1947年7月31日，改编为西北野战军3纵队独3旅。9月15日，该旅所辖27团、特务团、9团依次改称为7、8、9团。1948年5月，该旅7团与独7旅19团对调，19团改称该旅7团。1949年2月1日，改称中国人民解放军3军8师，所辖7、8、9团依次改称22、23、24团。1952年7月1日，按照重装师编制，与1军2师合编为1军2师，原8师和22团番号撤销，原8师师部和22团团部调归空军统一整编，分别改编为华北空军27歼击航空兵师师部和空军27师歼击航空兵师79团团部；原23、24团分别改编为1军2师5团和战车团。