Tornato a Washington dopo la fine ufficiale delle ostilità suggellata il 2 settembre 1945, Denfeld fu posto a capo dell'Ufficio del Personale; diresse quindi la smobilitazione postbellica con l'abituale competenza e capacità. Entro il 1947 ottenne poi la promozione al grado di ammiraglio e fu nominato comandante in capo della Pacific Fleet, il comando sulla costa occidentale della marina statunitense. Verso la fine dell'anno l'ammiraglio Chester Nimitz rassegnò le proprie dimissioni da Capo delle Operazioni Navali e Denfeld, complice anche l'appoggio dell'ammiraglio Leahy (membro all'epoca dello stato maggiore congiunto), fu scelto quale suo sostituto, scavalcando i probabili candidati viceammiragli William Blandy e Arthur Radford: divenne l'undicesimo ufficiale a rivestire tale carica e la tenne dal 15 dicembre 1947 al 2 novembre 1949.