คำว่า นครราชสีมา เกิดจากการรวมชื่อเมืองโบราณสองเมือง คือ เมืองโคราชและเมืองเสมา ซึ่งอยู่ในเขตอำเภอโนนสูง นครราชสีมาเคยเป็นที่ตั้งของชุมชนโบราณหลายแห่งตั้งแต่สมัยก่อนประวัติศาสตร์ จนถึงสมัยที่มีการเผยแพร่ของวัฒนธรรมทวารวดีและวัฒนธรรมแบบขอมเข้ามาในดินแดนแถบนี้ เคยมีฐานะเป็นเมือง “เจ้าพระยามหานคร” เช่นเดียวกับเมืองนครศรีธรรมราชทางภาคใต้ และเมืองพิษณุโลกทางภาคเหนือ มีอำนาจปกครองหัวเมืองน้อยใหญ่ในอีสานหลายแห่ง
จากหลักฐานทางโบราณคดีพบว่า มีชุมชนโบราณซึ่งเป็นร่องรอยของมนุษย์ก่อนประวัติศาสตร์ตั้งแต่ยุคหินใหม่ต่อเนื่องมาถึงยุคโลหะกระจายอยู่ทั่วไปในจังหวัดนครราชสีมา ครั้นถึงสมัยประวัติศาสตร์ ก็มีความเจริญรุ่งเรืองมาตั้งแต่สมัยทวารวดี ซึ่งมีศูนย์กลางอยู่ที่ เมืองเสมา (Sema) ตั้งอยู่บริเวณอำเภอสูงเนินในปัจจุบัน เป็นเมืองใหญ่เชื่อกันว่าเป็นที่ตั้งของรัฐศรีจนาศะ ต่อมาในสมัยขอมพระนครมีการสร้างเมืองโคราช(Angkor Raj) หรือ นครราช อยู่ในบริเวณเดียวกัน และ มีเมืองพิมายเป็นเมืองสำคัญของขอมในบริเวณนี้
จากหลักฐานทางโบราณคดีพบว่า มีชุมชนโบราณซึ่งเป็นร่องรอยของมนุษย์ก่อนประวัติศาสตร์ตั้งแต่ยุคหินใหม่ต่อเนื่องมาถึงยุคโลหะกระจายอยู่ทั่วไปในจังหวัดนครราชสีมา ครั้นถึงสมัยประวัติศาสตร์ ก็มีความเจริญรุ่งเรืองมาตั้งแต่สมัยทวารวดี ซึ่งมีศูนย์กลางอยู่ที่ เมืองเสมา (Sema) ตั้งอยู่บริเวณอำเภอสูงเนินในปัจจุบัน เป็นเมืองใหญ่เชื่อกันว่าเป็นที่ตั้งของรัฐศรีจนาศะ ต่อมาในสมัยขอมพระนครมีการสร้างเมืองโคราช(Angkor Raj) หรือ นครราช อยู่ในบริเวณเดียวกัน และ มีเมืองพิมายเป็นเมืองสำคัญของขอมในบริเวณนี้
เมืองเสมา รัฐศรีจนาศะ ในปัจจุบันอยู่ที่อำเภอสูงเนิน
มีผู้เสนอว่าอาจมีความเป็นไปได้ที่ เมืองนครราช คือเมืองเดียวกันกับ เมืองราด ของ พ่อขุนผาเมือง เนื่องจากมีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกับเมืองพระนครหลายประการ นอกจากนี้รูปสลักกองทัพชาวสยามบนระเบียงด้านหนึ่งของ นครวัดอาจเป็น ชาวสยามจากลุ่มแม่น้ำมูลที่เกี่ยวข้องกับเมืองนครราช และยังมีการกล่าวถึงเมืองนครราชสีมาในพงศาวดารของกัมพูชาหลายครั้งด้วย
อย่างไรก็ตามมีผู้เสนอว่า นครราชสีมา นั้นเป็นคำไทยเป็นคำใหม่ แยกเป็นคำได้คือ นคร+ราช+สีมา แปลได้ตรงตัวว่า "เมืองใหญ่" (นคร) "อันเป็นขอบขัณฑสีมาของราชอาณาจักร" (ราช+สีมา) ส่วนคำว่าโคราช (สำเนียงถิ่น: โค-หฺราด , ไทยกลาง: โค-ราด, เขมร: โก-เรียช ) นั้น น่าจะเพี้ยนมาจาก นครราช (อ่านตามสำเนียงว่า คอน-หฺราด ซึ่งเป็นคำเรียกนครราชสีมาแบบย่อ ๆ ของชาวบ้าน) มากกว่าที่จะเพี้ยนมาจาก โคราฆปุระ (Gorakhpur) ที่เป็นชื่อเมืองสมัยใหม่ในแคว้นเดียวกับเมือง อโยธยา (Ayodhya)ในอินเดีย ตามข้อสันนิษฐานของ สมเด็จกรมพระยาดำรงราชานุภาพ
เนื่องจากตั้งอยู่เป็นบริเวณที่เป็นชายขอบระหว่างรัฐที่มีอำนาจ หรือในความหมายของ รัฐกันชน ในปัจจุบัน นครราชสีมา จึงมีประวัติศาสตร์ที่เกี่ยวพันกับความขัดแย้งระหว่างรัฐอยู่เสมอ เช่น ระหว่างสยามกับกัมพูชา หรือ ระหว่างสยามกับล้านช้าง หรือ ในบางครั้งได้มีความพยายามที่จะตั้งตัวเป็นรัฐอิสระไม่ขึ้นกับผู้ใด เฉกเช่นเดียวกับบรรดาเมืองใหญ่อื่นๆ
ในสมัยสมเด็จพระบรมไตรโลกนาถได้ปรากฏชื่อเมืองนครราชสีมา เป็นเมืองหนึ่งที่อยู่ในขอบขัณฑสีมา
มีผู้เสนอว่าอาจมีความเป็นไปได้ที่ เมืองนครราช คือเมืองเดียวกันกับ เมืองราด ของ พ่อขุนผาเมือง เนื่องจากมีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกับเมืองพระนครหลายประการ นอกจากนี้รูปสลักกองทัพชาวสยามบนระเบียงด้านหนึ่งของ นครวัดอาจเป็น ชาวสยามจากลุ่มแม่น้ำมูลที่เกี่ยวข้องกับเมืองนครราช และยังมีการกล่าวถึงเมืองนครราชสีมาในพงศาวดารของกัมพูชาหลายครั้งด้วย
อย่างไรก็ตามมีผู้เสนอว่า นครราชสีมา นั้นเป็นคำไทยเป็นคำใหม่ แยกเป็นคำได้คือ นคร+ราช+สีมา แปลได้ตรงตัวว่า "เมืองใหญ่" (นคร) "อันเป็นขอบขัณฑสีมาของราชอาณาจักร" (ราช+สีมา) ส่วนคำว่าโคราช (สำเนียงถิ่น: โค-หฺราด , ไทยกลาง: โค-ราด, เขมร: โก-เรียช ) นั้น น่าจะเพี้ยนมาจาก นครราช (อ่านตามสำเนียงว่า คอน-หฺราด ซึ่งเป็นคำเรียกนครราชสีมาแบบย่อ ๆ ของชาวบ้าน) มากกว่าที่จะเพี้ยนมาจาก โคราฆปุระ (Gorakhpur) ที่เป็นชื่อเมืองสมัยใหม่ในแคว้นเดียวกับเมือง อโยธยา (Ayodhya)ในอินเดีย ตามข้อสันนิษฐานของ สมเด็จกรมพระยาดำรงราชานุภาพ
เนื่องจากตั้งอยู่เป็นบริเวณที่เป็นชายขอบระหว่างรัฐที่มีอำนาจ หรือในความหมายของ รัฐกันชน ในปัจจุบัน นครราชสีมา จึงมีประวัติศาสตร์ที่เกี่ยวพันกับความขัดแย้งระหว่างรัฐอยู่เสมอ เช่น ระหว่างสยามกับกัมพูชา หรือ ระหว่างสยามกับล้านช้าง หรือ ในบางครั้งได้มีความพยายามที่จะตั้งตัวเป็นรัฐอิสระไม่ขึ้นกับผู้ใด เฉกเช่นเดียวกับบรรดาเมืองใหญ่อื่นๆ
ในสมัยสมเด็จพระบรมไตรโลกนาถได้ปรากฏชื่อเมืองนครราชสีมา เป็นเมืองหนึ่งที่อยู่ในขอบขัณฑสีมา
ครั้นถึงสมัยกรุงศรีอยุธยาตอนปลาย สมเด็จพระนารายณ์มหาราชทรงเห็นว่าเป็นหัวเมืองใหญ่และมีความสำคัญทางยุทธศาสตร์ เนื่องจากเป็นเมืองหน้าด่านของอยุธยาติดกับพรมแดนลาว (เข้าใจว่าเลยลำสะแทด ซึ่งเป็นลำน้ำสาขาของแม่น้ำมูลเหนือเมืองพิมายเป็นเขตแดนลาว เพราะมีบันทึกไว้ในนิราศหนองคาย สอดคล้องกับวัฒนธรรมและภาษาที่เปลี่ยนไปด้วย) จึงโปรดให้ย้ายเมืองเสมา มาสร้างเมืองใหม่ ณ ที่ตั้งปัจจุบัน โดยมีนายช่างชาวฝรั่งเศสเป็นผู้ออกแบบ ขนาดกว้าง 1,000 เมตร ความยาว 1,700 เมตร มีกำแพงเมืองขนาดใหญ่ มีป้อมค่ายหอรบ และพระราชทานนามว่า เมืองนครราชสีมาทรงโปรดให้พระยายมราชเป็นเจ้าเมือง
เดอ ลาลูแบร์ ชาวฝรั่งเศสที่เข้ามาสมัยสมเด็จพระนารายณ์มหาราช ได้เขียนรายงานและบันทึกไว้ในจดหมายเหตุ ว่า เมืองโคราชสีมา (Corazema) เป็นหัวเมืองใหญ่ 1 ใน 7 มณฑล ตั้งอยู่ติดชายแดนของราชอาณาจักรสยามกับเมืองลาว มีเมืองบริวาร 5 เมือง
เดอ ลาลูแบร์ ชาวฝรั่งเศสที่เข้ามาสมัยสมเด็จพระนารายณ์มหาราช ได้เขียนรายงานและบันทึกไว้ในจดหมายเหตุ ว่า เมืองโคราชสีมา (Corazema) เป็นหัวเมืองใหญ่ 1 ใน 7 มณฑล ตั้งอยู่ติดชายแดนของราชอาณาจักรสยามกับเมืองลาว มีเมืองบริวาร 5 เมือง
ในช่วงเริ่มต้นสองปีแรกของแผ่นดิน สมเด็จพระเพทราชา พระยายมราชเจ้าเมืองนครราชสีมาได้แข็งเมือง เนื่องจากไม่พอใจสมเด็จพระเพทราชา ที่ก่อการยึดอำนาจและเปลี่ยนราชวงศ์ จึงไม่ขอขึ้นต่อกรุงศรีอยุธยา แต่ถูกกองทัพกรุงศรีอยุธยาใช้เวลาปราบปรามโดยล้อมเมืองอยู่ประมาณ 2 ปี โดยใช้อุบายและกลยุทธปราบลงได้ เจ้าเมืองนครราชสีมา ได้หนีไปพึ่งเจ้าเมืองนครศรีธรรมราช ที่ไม่พอใจสมเด็จพระเพทราชา เช่นกัน แต่ถูกกองทัพอยุธยา ตามไปปราบปรามลงได้ และในเวลาต่อมาเนื่องจากเมืองนครราชสีมา ถูกกองทัพอยุธยา ปราบปราบมิให้เข้มแข็งเหมือนแต่ก่อน ทำให้อ่อนแอลงมาก มีกรณีชาวลาวชื่ออ้ายบุญกว้าง อ้างตัวเป็นผู้วิเศษมีผู้คนเข้าร่วมเป็นจำนวนมาก เป็นที่เกรงกลัวต่อเจ้าเมืองและกรมการเมืองจึงได้หลอกล่อ อ้ายบุญกว้างเพื่อจะไปตีอยุธยา แล้วส่งข่าวไปยังอยุธยา เพื่อปราบปราบที่เมืองลพบุรี กบฏอ้ายบุญกว้างจึงสิ้นฤทธิ์
ในช่วงปลายกรุงศรีอยุธยามีการเกณฑ์ทหารจากเมืองนครราชสีมา ร่วมกับหัวเมืองอื่น ๆ ไปช่วยป้องกันพระนคร หลังจากกรุงศรีอยุธยาล่มสลาย เจ้าเมืองพิมาย และ กรมหมื่นเทพพิพิธ ได้ตั้งตัวเป็นชุมนุมอิสระที่สำคัญชุมนุมหนึ่งแต่ถูกปราบลงโดยพระเจ้าตาก หลังจากนั้นเมืองนครราชสีมาได้เป็นฐานกำลังทางทหารและการปกครองที่สำคัญของไทยมาโดยตลอด โดยในสมัยกรุงธนบุรีได้ถูกใช้เป็นฐานรวบรวมกำลังของ พระยาอภัยรณฤทธิ์ และ พระยาอนุชิตราชา ในการสงครามกับล้านช้าง และ กัมพูชา
ในช่วงปลายกรุงศรีอยุธยามีการเกณฑ์ทหารจากเมืองนครราชสีมา ร่วมกับหัวเมืองอื่น ๆ ไปช่วยป้องกันพระนคร หลังจากกรุงศรีอยุธยาล่มสลาย เจ้าเมืองพิมาย และ กรมหมื่นเทพพิพิธ ได้ตั้งตัวเป็นชุมนุมอิสระที่สำคัญชุมนุมหนึ่งแต่ถูกปราบลงโดยพระเจ้าตาก หลังจากนั้นเมืองนครราชสีมาได้เป็นฐานกำลังทางทหารและการปกครองที่สำคัญของไทยมาโดยตลอด โดยในสมัยกรุงธนบุรีได้ถูกใช้เป็นฐานรวบรวมกำลังของ พระยาอภัยรณฤทธิ์ และ พระยาอนุชิตราชา ในการสงครามกับล้านช้าง และ กัมพูชา
ในช่วงปลายสมัยกรุงธนบุรี พระสุริยอภัย ได้นำกองกำลังจากนครราชสีมาเข้าควบคุมสถานการณ์และปราบกบฏพระยาสรรค์ และนำไปสู่การเปลี่ยนแผ่นดินเข้าสู่ยุคสมัยของกรุงรัตนโกสินทร์ในที่สุด
รัชกาลที่ 1 ทรงยกฐานะเมืองนครราชสีมาเป็นเมืองชั้นเอก กำกับตรวจตราเมืองประเทศราช ๓ เมือง คือ เวียงจันทน์ นครพนม จำปาศักดิ์ ให้รวมทั้งปกครองหัวเมืองเขมร มีเจ้าพระยานครราชสีมาเป็นผู้สำเร็จราชการ
ในสมัยรัชกาลที่ 3 เมื่อปี พ.ศ. 2369 เจ้าอนุวงศ์แห่งเวียงจันทน์ได้เป็นกบฎต่อกรุงรัตนโกสินทร์ยกทัพเข้ามายึดเมืองโคราชได้ แล้วกวาดต้อนครอบครัวชาวโคราชไปเป็นเชลย คุณหญิงโมซึ่ง เป็นภรรยาปลัดเมืองนครราชสีมา และนางสาวบุญเหลือน้องสาว ได้รวบรวมชาวบ้านหญิงชายเข้าสู้รบและต่อต้านกองทัพเวียงจันทร์ เข้าต่อสู้ฆ่าฟันทหารลาวล้มตายเป็นอันมาก ณ ทุ่งสัมฤทธิ์ แขวงเมืองนครราชสีมา เมื่อวันที่ 4 มีนาคม พุทธศักราช 2369 จนกองทหารเวียงจันทน์แตกพินาศกองทัพของเจ้าอนุวงศ์ต้องถอยทัพกลับ ไม่สามารถยกมาตีกรุงเทพฯได้เป็นผลสำเร็จ ช่วยให้ฝ่ายไทยสามารถกอบกู้เมืองนครราชสีมากลับคืนมาได้ในที่สุด ต่อมากองทัพของกรุงรัตนโกสินทร์ได้ออกไปตามจับเจ้าอนุวงศ์ผู้เป็นกบฎได้ วีรกรรมของคุณหญิงโมในครั้งนี้ถือได้ว่า กล้าหาญมาก เป็นวีรสตรีที่กอบกู้อิสรภาพให้แก่ชาวเมืองนครราชสีมาไว้ได้ด้วยความสามารถ มีคุณต่อประเทศชาติอย่างยิ่ง เมื่อความทราบไปถึง พระบาทสมเด็จพระนั่งเกล้าเจ้าอยู่หัว ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ สถาปนาท่านผู้หญิงโม เป็น “ท้าวสุรนารี” เมื่อ วันที่ 30 ตุลาคม พ.ศ. 2370 ขณะนั้นคุณหญิงโมมีอายุได้ 57 ปีและทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้พระยาปลัดเมืองนครราชสีมา (ทองคำ) ผู้เป็นสวามีท้าวสุรนารี เป็น “เจ้าพระยามหิศราธิบดี”จากนั้นโคราชได้กลายเป็นชุมทาง การค้าที่สำคัญ ในการติดต่อระหว่างภาคตะวันออกเฉียงเหนือกับภาคกลาง มีกองเกวียน กองคาราวานการค้า ขนาดใหญ่ผ่าน และ หยุดพักอยู่เสมอ
รัชกาลที่ 1 ทรงยกฐานะเมืองนครราชสีมาเป็นเมืองชั้นเอก กำกับตรวจตราเมืองประเทศราช ๓ เมือง คือ เวียงจันทน์ นครพนม จำปาศักดิ์ ให้รวมทั้งปกครองหัวเมืองเขมร มีเจ้าพระยานครราชสีมาเป็นผู้สำเร็จราชการ
ในสมัยรัชกาลที่ 3 เมื่อปี พ.ศ. 2369 เจ้าอนุวงศ์แห่งเวียงจันทน์ได้เป็นกบฎต่อกรุงรัตนโกสินทร์ยกทัพเข้ามายึดเมืองโคราชได้ แล้วกวาดต้อนครอบครัวชาวโคราชไปเป็นเชลย คุณหญิงโมซึ่ง เป็นภรรยาปลัดเมืองนครราชสีมา และนางสาวบุญเหลือน้องสาว ได้รวบรวมชาวบ้านหญิงชายเข้าสู้รบและต่อต้านกองทัพเวียงจันทร์ เข้าต่อสู้ฆ่าฟันทหารลาวล้มตายเป็นอันมาก ณ ทุ่งสัมฤทธิ์ แขวงเมืองนครราชสีมา เมื่อวันที่ 4 มีนาคม พุทธศักราช 2369 จนกองทหารเวียงจันทน์แตกพินาศกองทัพของเจ้าอนุวงศ์ต้องถอยทัพกลับ ไม่สามารถยกมาตีกรุงเทพฯได้เป็นผลสำเร็จ ช่วยให้ฝ่ายไทยสามารถกอบกู้เมืองนครราชสีมากลับคืนมาได้ในที่สุด ต่อมากองทัพของกรุงรัตนโกสินทร์ได้ออกไปตามจับเจ้าอนุวงศ์ผู้เป็นกบฎได้ วีรกรรมของคุณหญิงโมในครั้งนี้ถือได้ว่า กล้าหาญมาก เป็นวีรสตรีที่กอบกู้อิสรภาพให้แก่ชาวเมืองนครราชสีมาไว้ได้ด้วยความสามารถ มีคุณต่อประเทศชาติอย่างยิ่ง เมื่อความทราบไปถึง พระบาทสมเด็จพระนั่งเกล้าเจ้าอยู่หัว ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ สถาปนาท่านผู้หญิงโม เป็น “ท้าวสุรนารี” เมื่อ วันที่ 30 ตุลาคม พ.ศ. 2370 ขณะนั้นคุณหญิงโมมีอายุได้ 57 ปีและทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้พระยาปลัดเมืองนครราชสีมา (ทองคำ) ผู้เป็นสวามีท้าวสุรนารี เป็น “เจ้าพระยามหิศราธิบดี”จากนั้นโคราชได้กลายเป็นชุมทาง การค้าที่สำคัญ ในการติดต่อระหว่างภาคตะวันออกเฉียงเหนือกับภาคกลาง มีกองเกวียน กองคาราวานการค้า ขนาดใหญ่ผ่าน และ หยุดพักอยู่เสมอ
ในสมัยรัชกาลที่ 4 บาทหลวงปาลเลกัวซ์ ได้เขียนว่า ตัวเมืองโคราชล้อมรอบด้วยกำแพงตั้งอยู่บนที่ราบสูง เดินทางจากบางกอกใช้เวลา 6 วันโดยไต่ระดับสูงขึ้นไปตามเส้นทาง ดงพญาไฟ ประชากรโคราชมีประมาณ 60,000 คน ครึ่งหนึ่งเป็นคนสยาม อีกครึ่งหนึ่งเป็นคนเขมร ในตัวเมืองมีประชากร 7,000 คน มีคนจีนประมาณ 700 คน มีเหมืองแร่ทองแดง มีโรงหีบอ้อย สินค้า คือ ข้าว งาช้าง หนังสัตว์ เขาสัตว์ ไม้เต็ง อบเชย
ในสมัยรัชกาลที่ 5 มีการจัดตั้งมณฑลนครราชสีมาเพื่อควบคุมดูแลหัวเมืองในบริเวณใกล้เคียง เป็นมณฑลแรกของประเทศ มีการจัดตั้งกองทหารประจำมณฑลตามหลักสากล มีการตั้งโรงเรียนนายร้อยตำรวจที่นครราชสีมา มีการสร้างทางรถไฟจากกรุงเทพฯ ผ่านอยุธยา สระบุรี ดงพญาไฟ ไปสู่นครราชสีมา การก่อสร้างนั้นพบกับอุปสรรคมากมาย คนงานหลายคนเป็นไข้ป่าลมตายเป็นจำนวนมาก แต่ด้วยพระบารมีของรัชกาลที่ 5 ที่ได้เสด็จมาชมการก่อสร้างเส้นทางรถไฟที่ตำบลกลางดงในปัจจุบัน ทำให้สามารถก่อสร้างเส้นทางรถไฟหลวง สายกรุงเทพ - นครราชสีมา ได้สำเร็จ การคมนาคมติดต่อสะดวกขึ้นเป็นอย่างมาก ในช่วงเดียวกันฝรั่งเศสได้เข้ามามีอำนาจเหนืออินโดจีน ทำให้สยามจำต้องเร่งการปรับปรุงพัฒนาราชอาณาจักรโดยเฉพาะในบริเวณภาคตะวันออกเฉียงเหนือ
ในสมัยรัชกาลที่ 5 มีการจัดตั้งมณฑลนครราชสีมาเพื่อควบคุมดูแลหัวเมืองในบริเวณใกล้เคียง เป็นมณฑลแรกของประเทศ มีการจัดตั้งกองทหารประจำมณฑลตามหลักสากล มีการตั้งโรงเรียนนายร้อยตำรวจที่นครราชสีมา มีการสร้างทางรถไฟจากกรุงเทพฯ ผ่านอยุธยา สระบุรี ดงพญาไฟ ไปสู่นครราชสีมา การก่อสร้างนั้นพบกับอุปสรรคมากมาย คนงานหลายคนเป็นไข้ป่าลมตายเป็นจำนวนมาก แต่ด้วยพระบารมีของรัชกาลที่ 5 ที่ได้เสด็จมาชมการก่อสร้างเส้นทางรถไฟที่ตำบลกลางดงในปัจจุบัน ทำให้สามารถก่อสร้างเส้นทางรถไฟหลวง สายกรุงเทพ - นครราชสีมา ได้สำเร็จ การคมนาคมติดต่อสะดวกขึ้นเป็นอย่างมาก ในช่วงเดียวกันฝรั่งเศสได้เข้ามามีอำนาจเหนืออินโดจีน ทำให้สยามจำต้องเร่งการปรับปรุงพัฒนาราชอาณาจักรโดยเฉพาะในบริเวณภาคตะวันออกเฉียงเหนือ
การส่งไปรษณียภัณฑ์ทางอากาศ
ในช่วงหลังเปลี่ยนแปลงการปกครอง พระองค์เจ้าบวรเดช ได้รวบรวมกองกำลังทหารจากมณฑลนครราชสีมาเป็นหลัก ร่วมกับ พันเอกพระยาศรีสิทธิ์สงคราม เพื่อทำการต่อสู้กับคณะผู้เปลี่ยนแปลงการปกครอง คณะผู้ก่อการได้ยกกองกำลังเข้ามาล้อมกรุงเทพฯ แต่เมื่อการต่อสู้ยืดเยื้อในที่สุดก็ต้องถอยทัพและประสบความพ่ายแพ้เนื่องจากมีกำลังที่น้อยกว่า เหตุการณ์ครั้งนี้ทำให้ พันโทหลวงพิบูลสงครามผู้บัญชาการกองกำลังผสมฝ่ายรัฐบาล มีอำนาจในการควบคุมกำลังทหารมากขึ้นส่งผลให้ได้อำนาจทางการเมืองและจัดตั้งรัฐบาลทหารได้ในเวลาต่อมา
ในช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง กองทหารในสังกัด มณฑลทหารบกที่ 3 นครราชสีมา ได้ทำการร่วมรบในกรณีพิพาทอินโดจีนกองทัพไทยสามารถยึดดินแดนกลับคืนมาบางส่วน เป็นการชั่วคราว
หลังสงครามโลกครั้งที่สอง สหรัฐอเมริกาได้ให้ความช่วยเหลือสร้างถนนมิตรภาพ จาก สระบุรี ถึง นครราชสีมา ซึ่งเป็นทางหลวงที่ได้มาตรฐานดีที่สุดของประเทศในขณะนั้น
หลังสงครามโลกครั้งที่สอง สหรัฐอเมริกาได้ให้ความช่วยเหลือสร้างถนนมิตรภาพ จาก สระบุรี ถึง นครราชสีมา ซึ่งเป็นทางหลวงที่ได้มาตรฐานดีที่สุดของประเทศในขณะนั้น
ในช่วงสงครามเวียดนาม สหรัฐอเมริกาได้ขอใช้ โคราช เป็นฐานทัพอากาศที่สำคัญ และเป็นต้นกำเนิดของกองบิน 1 ฐานทัพหลักของกองทัพอากาศในปัจจุบัน
ในปี พ.ศ. 2523 มีความพยายามรัฐประหารโดยกลุ่มทหารของ พลเอกสัณห์ จิตรปฏิมา แต่ พลเอกเปรม ติณสูลานนท์นายกรัฐมนตรี ได้กราบบังคมทูลเชิญเสด็จ พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว และ พระราชวงศ์ ทรงแปรพระราชฐานไปประทับที่นครราชสีมา กองกำลังทหารจากกองทัพภาคที่ 2 นำโดยพลตรี อาทิตย์ กำลังเอกได้เป็นกองกำลังหลักในการปราบกบฏลงได้ในที่สุด หลังจากนั้น อดีตผู้บัญชาการกองทัพภาคที่ 2 หลายท่านได้ก้าวเข้าสู่ตำแหน่งผู้บัญชาการทหารบกในเวลาต่อมา
เนื่องจากความสำคัญทางยุทธศาสตร์ นครราชสีมา ได้กลายเป็นเมืองศูนย์ราชการที่สำคัญที่สุดแห่งหนึ่งของประเทศรองจากกรุงเทพมหานคร เป็นศูนย์กลางการศึกษา การสาธารณสุข การวิจัย การคมนาคม และ การอุตสาหกรรม ของภาคตะวันออกเฉียงเหนือ รวมทั้งเป็นที่ตั้งของกองกำลังรบหลักของกองทัพบก และ กองทัพอากาศ ในปัจจุบัน
ในปี พ.ศ. 2523 มีความพยายามรัฐประหารโดยกลุ่มทหารของ พลเอกสัณห์ จิตรปฏิมา แต่ พลเอกเปรม ติณสูลานนท์นายกรัฐมนตรี ได้กราบบังคมทูลเชิญเสด็จ พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว และ พระราชวงศ์ ทรงแปรพระราชฐานไปประทับที่นครราชสีมา กองกำลังทหารจากกองทัพภาคที่ 2 นำโดยพลตรี อาทิตย์ กำลังเอกได้เป็นกองกำลังหลักในการปราบกบฏลงได้ในที่สุด หลังจากนั้น อดีตผู้บัญชาการกองทัพภาคที่ 2 หลายท่านได้ก้าวเข้าสู่ตำแหน่งผู้บัญชาการทหารบกในเวลาต่อมา
เนื่องจากความสำคัญทางยุทธศาสตร์ นครราชสีมา ได้กลายเป็นเมืองศูนย์ราชการที่สำคัญที่สุดแห่งหนึ่งของประเทศรองจากกรุงเทพมหานคร เป็นศูนย์กลางการศึกษา การสาธารณสุข การวิจัย การคมนาคม และ การอุตสาหกรรม ของภาคตะวันออกเฉียงเหนือ รวมทั้งเป็นที่ตั้งของกองกำลังรบหลักของกองทัพบก และ กองทัพอากาศ ในปัจจุบัน