内战期间，罗荣桓进军东北后，任东北人民自治军第二政治委员，东北民主联军副政治委员。1946年后，任中共中央东北局副书记、东北人民解放军副政治委员、东北军区第一副政治委员、东北野战军政治委员。1947年在部队中推广第3纵队诉苦教育经验，将东北野战军(第四野战军)由11万余人发展到150万人，成为各大野战军中实力最强的野战军，占全国军队总数的三分之一。
参与指挥辽沈战役，在辽沈战役中，他坚决执行中共中央军委关于先打锦州把国民党军封闭在东北予以全歼的战略决策，对夺取辽沈战役胜利起了决定性作用。1949年1月，任第四野战军政治委员。1949年5月，任第四野战军第一政治委员，1949年6月，以后被任命为中共中央华中局(后为中南局)第二书记，华中军区(后为中南军区)第一政治委员。1949年9月，出席第一届中国人民政治协商会议，同月当选为中央人民政府委员。
1949年10月1日后，任最高人民检察署检察长、政务院政治法律委员会委员。1950年4月，任人民解放军总政治部主任，同年9月兼任总干部管理部部长，开始研究军衔实施的准备工作，并于1953年开始主持上将以下、少将以上将衔评定。1954年6月，任中央人民政府人民革命军事委员会副主席。1955年9月被授予中华人民共和国元帅军衔和一级八一勋章，一级独立自由勋章、一级解放勋章。1955年11月任中共中国人民解放军监察委员会书记。1963年12月16日病逝于北京。
