抗日战争胜利后，被任命为第3方面军副司令长官。

1945年7月，中国驻印军班师回国，总指挥部、副总指挥部分别撤销，郑洞国留在昆明待命。

9月初，郑洞国随第3方面军司令官汤恩伯等抵沪，接收上海、南京。不久又赴南京，参加了由何应钦将军主持的受降仪式，亲眼目睹日本侵华军总司令冈村宁次在投降书上签了字。此后，郑洞国兼任京沪警备副总司令，经常往返京沪两地。

东北三年

1946年2月，正指挥大军抢占东北的国民党东北保安司令长官杜聿明因重病在北平就医，特电请郑洞国去东北代其主持军务。

同年3月初，郑洞国飞赴锦州就任东北保安副司令长官、代理司令长官职务。他按既定部署，指挥几十万国民党军队沿北宁路节节推进。3月13日，苏联军队撤出沈阳后，国民党军队立即进占这座东北名城，并很快占领了一度为解放军控制的鞍山、营口、辽阳、海城、大石桥、抚顺等外围重要城市。

此后，国民党军队兵分两路：新1军和71军沿中长路向北进攻;新6军和52军各一部进攻沈阳东南屏障本溪。但这两路军队相继遭到东北民主联军猛烈反击，损失惨重。郑洞国不得不亲赴开原设前进指挥所，指挥北路军队与解放军决战。杜聿明重病未愈，也匆匆由北平返回沈阳，指挥军事。

然而，由于解放军顽强据守四平街，国民党军队屡攻不下，一筹莫展。杜聿明决定暂缓对四平街的攻击，集中兵力使用在本溪方面。5月上旬，国民党军队终于攻占了本溪。这时解放军部分主力由西丰南下，欲切断国民党军队中长路的后方联络线，开原、铁岭守军告急，杜急委郑洞国为前敌总指挥，率新6军、71军及52军各一部，星夜北上驰援。

经双方激烈战斗，解放军放弃了四平街，实行战略撤退，国民党军队乘机占领长春、永吉等许多城镇，与解放军沿松花江对峙，郑亦将指挥所移驻长春。同年8月，为解除热河解放军对北宁路的威胁，郑洞国又受命在锦州设指挥所，指挥13军、93军及71军各一部，向热河解放军大举进攻。双方激战两月后，解放军主力相继转移，国民党军队控制了热河大部重要城镇。

1947年初，北满解放军渡松花江南下，威逼长春、永吉。至3、4月间，南满东北民主联军乘国民党军队主力北上增援之际，大举向梅河口、海龙、新宾、柳河等主要据点进攻，并包围通化。郑洞国亲至抚顺营盘指挥所，星夜檄调新6军和13军前往救援，在付出重大代价后始解通化之围。

仅过一个多月，北满东北民主联军再度渡江南下，发起夏季攻势，重创国民党军队，并占领了法库、昌图，以十几万兵力围攻四平街。南满东北民主联军也同时出击，继歼灭梅河口国民党军队一个师后，又攻占了重镇本溪。