任第三十四集团军副总司令，1946年任中央训练团庐山分团主任，9月，分团奉命解散，李再次被免职。在江西九江闲居。1948年正式宣布脱离国民党，并于同年12月前往西柏坡，受到毛泽东、刘少奇等的接见。中华人民共和国成立后，担任过中南政法委员会副主任、国防委员会委员、湖北省副省长、湖北省政协副主席等职。1980年8月25日，因患肺癌在武汉逝世，享年83岁。位于湖南省武冈市的李明灏将军故居作为黄埔军校第二分校旧址的一部分，于2013年列入第七批全国重点文物保护单位。