1949年任人民解放军第四兵团司令员兼政委,率部横渡长江,解放南昌。执行远距离、大迂回、大包围的战略方针,进军广东追歼逃敌,直插雷州半岛,切断白崇禧部的海上退路,协同兄弟部队进行粤桂边战役,歼敌4万余人。1950年初,指挥所部经14昼夜强行军,直抵云南边境,歼灭企图逃往国外的国民党军2万余人。1950年2月进驻昆明,任西南军区副司令员、云南省人民政府主席、云南军区司令员。1950年7月应邀至越南,帮助越南军民进行抗法战争,取得边界战役的胜利。
1951年参加抗美援朝,任中国人民志愿军副司令员兼第三兵团司令员、政委。1952年6月回国,筹办并任人民解放军军事工程学院第一任院长兼政委,培养国防科技人才。1954年10月任人民解放军副总参谋长。1955年被授予大将军衔。1956年当选为中共第八届中央委员。1958年9月兼任国防科学技术委员会副主任。1959年9月任国防部副部长。1961年3月16日在上海病逝。