文化大革命中,伍修权不畏邪恶,刚直不阿,正气凛然。他在极其困难的条件下,挺身而出保护王稼祥等领导干部和受迫害的群众,坚决抵制林彪、康生一伙的倒行逆施并与之进行了针锋相对的斗争,遭到残酷迫害,被关押监护长达八年。1975年4月,伍修权任中国人民解放军副总参谋长,分管情报和外事工作。中国共产党十一届三中全会后,他认真贯彻党中央和中央军委的指示、决议,拟制了新时期情报、外事工作方针和规划,主持修改了军队外事工作的有关规定,加强了国际战略形势的调查和综合研究,为党中央、中央军委若干重大决策提供了依据。1980年6月,党中央决定伍修权为审判林彪、江青反革命集团的审判工作指导委员会成员和特别法庭副庭长、第二审判庭审判长,领导参加了对林彪、江青反革命集团的审判工作,胜利完成了这一令世人注目的历史性审判。是第三届中国人民政治协商会议常委,第四届全国人民代表大会常委,中国共产党第七、第八、第十一、第十四次全国代表大会代表,第十五次全国代表大会特邀代表,第八届、第十一届中央委员,在党的第十二次、第十三次全国代表大会上,当选为中央顾问委员会委员、常委。在担任中顾委常委期间,伍修权经常深入基层,联系群众,调查研究,积极向党中央提出建议。他担任中顾委在京委员临时党委书记时,组织学习贯彻中央的方针政策,领导完成了中顾委在京委员的整党。他还担任中共中央整党工作指导委员会委员兼检查组组长,主持查处了若干大案要案。参加了党的十三大筹备工作。担任过中央外事工作领导小组副组长,中央安全工作领导小组副组长。他还担任了中苏、中俄友好协会会长,北京国际战略学会会长,老区建设促进会名誉会长,欧美同学会副会长,中国关心下一代工作委员会顾问。在祖国统一、香港回归、维护国内安定团结、倡导两个文明建设等方面做了许多工作。他晚年撰写了大量回忆文章——《我的历程》、《往事沧桑》、《回忆与怀念》、《在外交部八年的经历》,为后人留下了宝贵的精神财富。