任远东军区司令。1961年7月，任白俄罗斯军区司令。1961年5月5日晋升大将。1964年7月，任苏联国防部副部长，负责作战训练。1968年5月转至国防部总监察组。佩尼科夫斯基是苏联共产党中央委员会候补委员（1961年－1969年），第五至七届苏联最高苏维埃代表（1958年－1969年）。获列宁勋章2枚，红旗勋章5枚，一级库图佐夫勋章2枚，二级苏沃洛夫勋章和二级库图佐夫勋章各1枚，奖章多枚。1969年4月26日在白俄罗斯苏维埃社会主义共和国明斯克逝世。