Как заменить в PHP все совпадения цифры плюс пробел с запятой в строке

Использовать

preg_replace('/\d(?=\s)/', '$0,', $str)

Смотрите доказательство.

Объяснение выражения

--------------------------------------------------------------------------------
  \d                       digits (0-9)
--------------------------------------------------------------------------------
  (?=                      look ahead to see if there is:
--------------------------------------------------------------------------------
    \s                       whitespace (\n, \r, \t, \f, and " ")
--------------------------------------------------------------------------------
  )                        end of look-ahead

Я бы использовал логику регулярных выражений, которая явно нацелена на пробелы с цифрами слева и буквами справа:

$input = "Hello 1234567 Stack 56789 Overflow 12345";
$output = preg_replace('/(?<=\d) (?=\D)/', ', ', $input);
echo $input . "\n" . $output;

Это печатает:

Hello 1234567 Stack 56789 Overflow 12345
Hello 1234567, Stack 56789, Overflow 12345