Etter krigen fortsatte Poulsson i Forsvaret. Han gjennomførte i 1952 offiserskurs i USA og tok i 1966 Forsvarets høgskole. I 1960 var han sjef for DANOR, den dansk-norske bataljonen i FN-styrken UNEF I i Gaza. Han var sjef for H.M. Kongens Garde 1961–65, nestkommanderende for Brigaden i Nord-Norge 1967–68 og sjef for Infanteriregiment nr. 3 1980–82. Han ble utnevnt til oberst i 1968. Poulsson ble pensjonert i 1982 og bodde på Kongsberg frem til sin død 2. februar 2010. Poulsson ble bisatt ved Uranienborg kirke 15. februar 2010 og kong Harald V var til stede under seremonien.