Etter et kort opphold i Japan etter krigen, ble Dufek utpekt til å lede et oppdrag for United States Coast Guard med å etablere værstasjoner i polarregionene. Mens han var i Antarktis deltok han i Operasjon Highjump, en marineekspedisjon under ledelse av admiral Byrd. Han gjennomførte den første flygningen Thurston Island og berget senere seks overlevende fra en annen flygning over det samme området. Han vendte tilbake til Washington D.C. for en kort periode, men i 1947 var han tilbake i Antarktis – denne gangen som leder av en ekspedisjon som ble sendt for å forsyne værstasjonene og etablere nye stasjoner nær Sørpolen.