新中国成立后,任中央人民政府人民革命军事委员会副主席、西北军政委员会主席、西北军区司令员、新疆军区司令员兼政治委员。1950年10月,在中共中央政治局扩大会议上,坚决拥护[[毛泽东]]关于抗美援朝的主张。出任中国人民志愿军司令员兼政治委员,率志愿军跨过鸭绿江,在技术装备落后、后勤供应困难、异国作战、地形生疏等不利条件下,与朝鲜人民军一道迎战以美国为首的“联合国军”和南朝鲜军队。战争初期,乘敌恃强分兵冒进,及时修正作战计划,变更部署,指挥志愿军以近战、夜战、迂回穿插断敌后路的打法,在第一次战役中歼敌1. 5万余人,初步稳住了战局。第二次战役中,乘敌尚不了解志愿军的兵力和意图,先指挥所部后退示弱、诱敌深入,然后猛烈反击、迂回敌后断其退路,歼敌3.6万人,收复“三八线”以北大部地区,彻底粉碎了麦克阿瑟在圣诞节前占领全朝鲜的狂妄企图,扭转了朝鲜战局。第三次战役中,指挥部队突破敌“三八线”防御阵地,占领汉城,将战线推进到北纬37度线附近,并及时察觉敌人企图,果断下令停止追击。第四次战役中,面对敌全线反扑,运用节节抗击、战役反击、运动防御等多种作战样式,予敌以重创。第五次战役中,指挥志愿军实施全线反击,歼敌8.2万余人,把战线稳定在“三八线”附近地区,粉碎了敌人在中朝军队侧后登陆的计划,迫使其转入战略防御并接受停战谈判。<ref name="彭德怀(1898~1974)" />
1951年6月,他根据[[毛泽东]]的指示,适时提出“持久作战,积极防御”的作战指导原则,采取以阵地战为主的作战形式,指示部队利用山地有利地形构筑工事,依托阵地轮番作战,采取“零敲牛皮糖”的战法,一次歼敌一小部分,积小胜为大胜,以配合停战谈判的斗争。同时集中群众智慧,推广“马蹄形隧道”,在250公里的防御正面和东西海岸重点地区筑成坑道与野战工事相结合的坚固阵地防御体系;推广狙击杀敌(冷枪冷炮)运动和小分队夜袭奇袭“快打快撤抓一把”的打法;推广诱敌离开工事后集中炮火予以杀伤的“引肉上砧”战术等多种创造性战法。在此期间,他指挥志愿军以顽强防守与适时反击相结合的战法,粉碎敌人多次局部进攻,大量歼灭敌有生力量,使战线逐渐南移。此外,他还挫败了敌以切断中朝方面运输补给为目的的“绞杀战”和以制造疫区为目的的细菌战。1952年4月因病从朝鲜回国就医,愈后被留在中央,一面主持军委日常工作,一面兼顾志愿军作战。为了促进停战的早日实现,他于1953年6月返回朝鲜前线,建议举行并组织实施了金城战役,以强大兵力对南朝鲜军坚固阵地进行突击,歼敌5万余人,促使停战谈判达成协议,并造成停战后的有利态势。7月28日以中国人民志愿军司令官身份在朝鲜停战协定上签字。在朝鲜作战期间,他教育部队尊重朝鲜人民的民俗风情,遵守朝鲜政府的政策法令,爱护朝鲜的一山一水一草一木。被授予“朝鲜民主主义人民共和国英雄”称号。的指示,适时提出“持久作战,积极防御”的作战指导原则,采取以阵地战为主的作战形式,指示部队利用山地有利地形构筑工事,依托阵地轮番作战,采取“零敲牛皮糖”的战法,一次歼敌一小部分,积小胜为大胜,以配合停战谈判的斗争。同时集中群众智慧,推广“马蹄形隧道”,在250公里的防御正面和东西海岸重点地区筑成坑道与野战工事相结合的坚固阵地防御体系;推广狙击杀敌(冷枪冷炮)运动和小分队夜袭奇袭“快打快撤抓一把”的打法;推广诱敌离开工事后集中炮火予以杀伤的“引肉上砧”战术等多种创造性战法。在此期间,他指挥志愿军以顽强防守与适时反击相结合的战法,粉碎敌人多次局部进攻,大量歼灭敌有生力量,使战线逐渐南移。此外,他还挫败了敌以切断中朝方面运输补给为目的的“绞杀战”和以制造疫区为目的的细菌战。1952年4月因病从[[朝鲜]]回国就医,愈后被留在中央,一面主持军委日常工作,一面兼顾志愿军作战。为了促进停战的早日实现,他于1953年6月返回朝鲜前线,建议举行并组织实施了金城战役,以强大兵力对南朝鲜军坚固阵地进行突击,歼敌5万余人,促使停战谈判达成协议,并造成停战后的有利态势。7月28日以中国人民志愿军司令官身份在朝鲜停战协定上签字。在朝鲜作战期间,他教育部队尊重朝鲜人民的民俗风情,遵守朝鲜政府的政策法令,爱护朝鲜的一山一水一草一木。被授予“[[朝鲜民主主义人民共和国英雄]]”称号。<ref name="彭德怀(1898~1974)" />
1953年12月受中共中央委托,主持全国军事系统党的高级干部会议,代表中央军委作《四年来的军事工作总结和今后军事建设上的几个基本问题》的报告。会议根据[[毛泽东]]对军队建设的要求,确定把人民解放军建设成为一支优良的现代化革命军队的总方针和总任务,提出建设现代化革命军队的具体途径,规定党对军队的领导制度是党委集体领导下的首长分工负责制等,推动了人民军队的正规化、现代化建设。1954年9月起任国务院副总理兼国防部部长、国防委员会副主席。在中共中央和毛泽东的领导下,与军委其他领导同志密切合作,领导实行军队组织机构和重大制度的改革,加强技术兵种建设,创办各类军事院校,建立军事科学研究机构,实行义务兵役制、军衔制、薪金制、授勋授奖制度等,使人民解放军在保持和发扬优良传统的基础上,逐步实现从单一军种到诸军兵种合成军队的历史性转变,使全部军事工作从战时状态转入平时建设轨道。为了建设巩固的国防和准备解放台湾,他亲自勘察地形,根据积极防御的战略方针指导国防筑城施工,到1959年初步完成沿海第一线国防工事构筑计划和作战准备。1955年9月被授予一级八一勋章、一级独立自由勋章、一级解放勋章。1956年9月在中共第八次全国代表大会上作《为中国人民解放军的现代化而斗争》的报告,并当选为中央委员和中央政治局委员。对军队建设的要求,确定把人民解放军建设成为一支优良的现代化革命军队的总方针和总任务,提出建设现代化革命军队的具体途径,规定党对军队的领导制度是党委集体领导下的首长分工负责制等,推动了人民军队的正规化、现代化建设。1954年9月起任国务院副总理兼国防部部长、国防委员会副主席。在中共中央和毛泽东的领导下,与军委其他领导同志密切合作,领导实行军队组织机构和重大制度的改革,加强技术兵种建设,创办各类军事院校,建立军事科学研究机构,实行义务兵役制、军衔制、薪金制、授勋授奖制度等,使人民解放军在保持和发扬优良传统的基础上,逐步实现从单一军种到诸军兵种合成军队的历史性转变,使全部军事工作从战时状态转入平时建设轨道。为了建设巩固的国防和准备解放台湾,他亲自勘察地形,根据积极防御的战略方针指导国防筑城施工,到1959年初步完成沿海第一线国防工事构筑计划和作战准备。1955年9月被授予[[一级八一勋章]]、[[一级独立自由勋章]]、[[一级解放勋章]]。1956年9月在中共第八次全国代表大会上作《为中国人民解放军的现代化而斗争》的报告,并当选为中央委员和中央政治局委员。<ref name="彭德怀(1898~1974)" />
1959年7月,在中共中央政治局扩大会议(庐山会议)期间,因写信给[[毛泽东]],对1958年“大跃进”开始后“浮夸风”、“小资产阶级狂热性”等问题提出批评,被错误地认为是“向党进攻”和右倾机会主义。8月在中共八届八中全会上,又被错定为“反党集团”的首要人物。9月被免去国防部部长职务,停止一切实际工作。1962年6月再次给中共中央和毛泽东写信,反驳庐山会议强加给他的不实之词,坚持真理。9月在中共八届十中全会上又被认为是企图“翻案”,再次受到错误批判和审查,并被剥夺了党员的权利。1965年9月,毛泽东约他谈话,表示“也许真理在你那边”。随后,被派往四川成都担任中共中央西南局三线建设委员会第三副主任,仍顾全大局,兢兢业业地工作。“文化大革命”中又遭[[林彪]]、江青严重迫害。他坚贞不屈,于1974年11月29日在北京含冤病逝。1978年11月中共十一届三中全会为他平反昭雪,恢复名誉。<ref name="彭德怀(1898~1974)" />