1954年2月，王震任铁道兵司令员兼政委。之后，他以最快的速度新建了黎湛、鹰厦铁路。1955年，王震任解放军副总参谋长。1956年，王震任农垦部部长，建立了西北、东北、华南、海南、云南等几大垦区，为发展我国的农垦事业和稳定边疆作出了突出贡献。王震离开新疆后，仍然关心新疆的稳定和发展，先后14次回新疆视察和指导工作，尤其是对新疆生产建设兵团倾注了大量的心血，他是新疆屯垦事业的设计师。1980年10月9日，王震在新疆干部大会上讲话说：“革命岂须桑梓地，青山处处埋忠骨。我虽年过古稀，身患疾病，但是，我的心是和新疆各族人民连在一起的，是期望新疆更加繁荣昌盛的。……如果去见马克思，我已委托战友和亲属，将我的骨灰撒在天山上，在四化实现之日，和新疆各族人民共享欢乐，同庆胜利。”拳拳之心，溢于言表。
是非曲直，历史是最好的见证。中共十一届三中全会后，随着中国共产党指导思想和路线的根本转变，对一系列历史冤案、错案进行了实事求是的平反昭雪。新疆历史上的这段曲折也已经有了公正的结论。王震在这场突然袭来的风暴中所受到的不公正的批判，已经得到平反，同时也解脱了当时跟他一起遭到批判的一批干部。1979年3月17日，中共中央对于当年新疆省第二届党代会的问题作出纠正：
王震同志主持新疆工作期间，率领全疆各族军民，坚决贯彻执行毛主席的革命路线和党的民族政策，发扬党的优良传统作风，依靠久经考验的人民解放军，改造和团结起义部队，屯垦戍边，建设工业，节衣缩食，艰苦奋斗，对新疆的革命和建设事业作出的巨大的贡献。一九五二年新疆省第二届党代会对王震同志和新疆分局的批判是不符合实际的，中央当时撤销王震同志的新疆分局书记、军区政委及财委主任，是不公正的。
王震的心胸是宽广的。习仲勋在担任西北局第二书记期间，曾于1952年七八月间在迪化主持召开新疆省第二次党代会，对王震和新疆分局进行了不符合实际情况的批判。文革期间，习仲勋遭受迫害，被下放到了洛阳拖拉机厂。邓小平复出后，老干部陆续恢复工作。王震和一些同志商量，要想办法帮助习仲勋回来。这时，习仲勋也想到请王震帮忙，让夫人齐心和女儿桥桥到北京找王震。有人对习仲勋说：“那时候你那样整他，现在他理你呀？”习仲勋说：“你们不了解他，他要不管，就不是王震。”王震见到习仲勋的信后，马上向中央领导同志写信，建议给习仲勋分配工作。为了给习仲勋解决工作问题，王震还专门给邓小平写信。齐心后来回忆说：这时，“我在女儿桥桥的陪伴下，多次往返于北京、洛阳之间，也多次找过王震，他非常关心习仲勋的'问题'，结果，还是王老第一个出面为仲勋恢复名誉说了话。”在王震等人的帮助下，习仲勋复出，出任广东省委第一书记。习仲勋在广东省干部会议上说，我反过王震同志，反对错了，他不计前嫌，赤诚待人。以后王震到广东去，习仲勋和他见面时还不无歉疚地说：“过去整你整错了。”王震大度地说：“已经解决的问题，不用再提它了。”
1993年3月12日，王震病逝。经过党中央审定的王震同志讣告指出：“他根据党中央的指示，屯垦戍边，为恢复和发展民族地区的经济、文化等各项事业，为加强新疆各族人民的团结，维护祖国统一，巩固西北边疆，建立了不可磨灭的功勋。”噩耗传来，新疆各族人民沉浸在悲痛与哀思之中。天山低首，塔河呜咽，大漠悲怆。遵照王震的遗愿，他的骨灰撒在了新疆天山。
