1958年4月，乌兰察布盟人民委员会改称乌兰察布盟行政公署，为内蒙古自治区人民委员会的派出机构，不再行使一级地方政权的职能，盟行政公署驻地由固阳县迁驻集宁市。同时，平地泉行政区撤销，所辖区域全部划入乌兰察布盟。此后，乌兰察布盟行政公署下设工作部门和所辖区域均有较大的变动。至1966年5月，盟行政公署下设有办公室、计划委员会、民政局、财税局、公安处、劳动处、人事处、统计局、科学技术委员会、物资局、交通处、粮食局、农牧局、水利局、商业局、工业局、农机局、经济委员会、体育运动委员会、文教处、人民法院、人民检察院等工作部门。时辖集宁市、四子王旗、达尔罕茂明安联合旗、察哈尔右翼前旗、察哈尔右翼中旗、察哈尔右翼后旗、土默特左旗、土默特右旗、丰镇县、和林格尔县、清水河县、托克托县、武川县、固阳县、卓资县、凉城县、兴和县、商都县。