Rời San Francisco vào ngày 16 tháng 1 năm 1945, "Detroit" đi đến Ulithi vào ngày 4 tháng 2 để phục vụ cùng Đệ Ngũ hạm đội. Nó hoạt động như là soái hạm của đội tiếp tế phục vụ lực lượng đặc nhiệm tàu sân bay nhanh cho đến khi chiến tranh kết thúc, và đã tiến vào vịnh Tokyo ngày 1 tháng 9. "Detroit" là một trong số hai tàu chiến, chiếc kia là thiết giáp hạm "West Virginia", đã hiện diện tại Trân Châu Cảng vào ngày 7 tháng 12 năm 1941 cũng như tại vịnh Tokyo ngày 2 tháng 9 năm 1945 vào lúc Nhật Bản ký kết văn kiện đầu hàng. "Detroit" tiếp tục chỉ đạo việc tiếp liệu cho hải quân của lực lượng chiếm đóng, cũng như trong việc hồi hương binh lính Nhật từ các căn cứ suốt Thái Bình Dương trở về chính quốc. Nó rời vịnh Tokyo vào ngày 15 tháng 10 quay trở về Hoa Kỳ cùng với quân nhân đã phục vụ trên tàu được hồi hương, như một phần của Chiến dịch Magic Carpet.