Nel frattempo, la bilancia della guerra pendeva decisamente a favore degli Alleati e, dopo il bombardamento atomico di Hiroshima e Nagasaki, il Giappone si arrese. Il "San Diego", che dal 10 luglio aveva ripreso a pattugliare i mari giapponesi di scorta alle portaerei, fu la prima nave da guerra alleata ad entrare nella baia di Tokyo, il 27 agosto. Finite le ostilità, aiutò nell'occupazione del porto militare di Yokosuka (che in seguito diverrà, e tutt'oggi è, un'importante base navale statunitense) e nella cattura della nave da battaglia nemica . Dopo aver percorso, in tutta la guerra, più di 480 000 chilometri nell'oceano Pacifico, il "San Diego" tornò a San Francisco il 14 settembre 1945. Il suo lungo servizio si concluse con la partecipazione all'operazione "Magic Carpet", che consistette nel rimpatrio delle centinaia di migliaia di militari americani sparsi per tutti i fronti di guerra del mondo intero.