С 15 ноября 1945 года (по совместительству) становится начальником отдела «К» НКГБ СССР, образованного для оперативного обслуживания атомных спецобъектов.

После образования 15 марта 1946 года МГБ СССР совмещал должности руководителя 4-го Управления (до его упразднения 15 октября 1946 года) и отдела «С» (4 мая 1946 — 30 мая 1947 года).

15 февраля 1947 года возглавил отдел «ДР» (известен как Спецслужба или «Бюро Судоплатова»), сформированный для развертывания в случае войны разведывательно-диверсионной работы против военно-стратегических баз США и НАТО, расположенных вокруг СССР.

9 сентября 1950 года был утвержден Политбюро ЦК ВКП(б) начальником Бюро № 1 МГБ СССР по диверсионной работе за границей, созданного на базе Спецслужбы МГБ СССР. 6 января 1951 года назначен начальником Бюро на правах начальника Управления.

С 21 марта 1953 года Судоплатов — заместитель начальника ПГУ (контрразведка) МВД СССР. С 30 мая 1953 года — начальник созданного 9-го (разведывательно-диверсионного) отдела МВД СССР После его реорганизации, 31 июля 1953 года переведен в ВГУ МВД СССР на должность начальника отдела главка внешней разведки.

20 августа 1953 года уволен «за невозможностью дальнейшего использования», а 21 августа 1953 года арестован. Обвинен в участии в «заговоре Берии». До 1958 находился под следствием. Виновным себя не признал. 12 сентября 1958 осужден на закрытом заседании военной коллегии Верховного суда СССР по ст. 17-58 п. 1 «б» УК РСФСР с применением ст. 51 УК РСФСР к 15 годам тюремного заключения. Содержался в местах лишения свободы (Владимирская тюрьма).

21 августа 1968 года П. А. Судоплатов вышел на свободу. Более 20 лет вел борьбу за свою реабилитацию. Только 10 февраля 1992 года «в связи с открывшимися новыми обстоятельствами, а также неподтверждением и отказом свидетелей от данных против П. А. Судоплатова показаний в судебном заседании» в соответствии с п. «а» ст. 3 Закона РФ «О реабилитации жертв политических репрессий» от 18 октября 1991 года он был реабилитирован Главной военной Прокуратурой РФ.

Опубликовал в соавторстве с сыном А. П. Судоплатовым книги воспоминаний на английском, немецком, французском, испанском, шведском и русском языках; «Особые задания» (издана в США), «Разведка и Кремль» (издана в России в 1996). Умер 24 сентября 1996 года.

1 октября 1998 года Указом Президента РФ семье П. А. Судоплатова возвращены изъятые при аресте государственные награды. Павел Анатольевич был награжден орденом Ленина, тремя орденами Красного Знамени, орденом Суворова 2-й степени, двумя орденами Красной Звезды, орденом Отечественной войны 1-й степени, медалями «Партизану Отечественной войны» 1-й степени, «За оборону Москвы», «За оборону Кавказа», «За победу над Германией», «За победу над Японией», «XXX лет Советской Армии и ВМФ», «800 лет Москвы», а также знаком Заслуженного работника НКВД.

Предлагаемые воспоминания — плод не одного года. В них — моя жизнь. Я пишу лишь о том, что пережил, говорю о тех событиях как свидетель или непосредственный участник. Происхождение некоторых событий, их мотивы мне не всегда были понятны. Не принято было в той системе, в которой проходила моя профессиональная деятельность, быть откровенным, распахнутым. Во всем должна была соблюдаться сдержанность. Иногда я ничего не знал, что происходило в соседнем кабинете. Значение слов, сказанных как бы мимолетно Сталиным, Молотовым, Берией, Микояном, Маленковым и другими руководителями страны, я осознавал значительно позже, после важных событий, произошедших во внутренней жизни и на международной арене.

О значении того или иного человека, его личности, чертах характера судят по его делам. Точно так же можно судить и о государстве. Чем крупнее событие, происходящее во благо страны, тем державнее государство, тем значительнее его вес в мире. Почему до сих пор внимание миллионов людей приковано к одному из величайших событий XX века — Великой Отечественной войне 1941-1945 годов? Да потому, что многие пружины, приведшие к победе советского народа в величайшей битве, долгое время были скрыты, неизвестны, о них знали лишь немногие. Только недавно стало известно о тайных операциях, которые проводили наши разведка и контрразведка нередко вместе с советскими дипломатами.

В последнее время в нашей печати появилось немало публикаций с воспоминаниями тех, кто называет себя либо очевидцами, либо участниками крутых поворотов в нашей истории, действий разведки и тайной дипломатии. В этих работах очень много наносного, выдуманных мифов и легенд. Особенно грешат ими те, кто по своему служебному положению в прошлом, как правило по линии ЦК КПСС, имели значительные возможности ознакомиться с секретными документами из архивов КГБ, МИД. Однако цитируются теми, кто открестился от прошлой партийной работы — В. П. Наумовым и А. Н. Яковлевым — документы всегда выборочно, не полностью. Таким образом, чтобы даже посмертно скомпрометировать неугодных лиц данными из фальсифицированных уголовных дел, утративших свое юридическое значение. По возможности, развеять их, снять ненужные наслоения — в этом тоже я вижу свою задачу. Это не простая миссия. Но она необходима. Чтобы точно оценить происшедшее, надо хорошо представлять себе подлинные мотивы акций Советского государства в критические периоды нашей истории, отбросив обывательские представления. Чтобы не делать в будущем ошибок, нужно глубоко знать подлинную подоплеку героики и трагедии прошлого. Истины простые, только не все следуют им. Оттого и рождаются мифы, возникают недомолвки, недосказанности да и просто вымыслы.

Ряд соображений об известных событиях должен стать известным лишь после моей смерти.

В 1939 году, после того как П. Фитина, молодого журналиста, пришедшего сразу на руководящую работу в органы НКВД, недавно окончившего ускоренные курсы разведывательной Школы особого назначения (ШОН), и меня назначили руководителями Иностранного отдела (внешней разведки), Берия, тогдашний нарком НКВД, счел нужным разъяснить нам основные направления наших государственных интересов в тайных взаимоотношениях со странами Запада. Его высказывания со ссылками на «указания тов. Сталина» резко контрастировали с официально провозглашенными на XVIII съезде ВКП (б) целями «советской внешней политики». Считаю нужным воспроизвести их по памяти.

«Не думайте, что ликвидация Троцкого может подменить трудную и важнейшую вашу задачу обеспечения по линии разведки важнейших акций советской внешней политики, — говорил Берия. — Надо научиться защищать методами агентурной работы наши позиции в местах, где у нас переплетены интересы с противником и где без тайного сотрудничества в силу ряда соображений ни англичанам, ни французам, ни американцам, ни японцам, ни немцам без нас не обойтись. И наша разведка должна сопровождать акции действия советской дипломатии, во главе которой поставлен В. Молотов».

И меня, и Фитина удивило, что Берия сказал о том, что наши послы и поверенные в делах в Чехословакии, Китае, Франции, Германии и США выполнили первую часть своей миссии — провели тайный зондаж намерений в сфере взаимных отношений с руководством Англии, Франции, США и Германии. «Мы нужны этим господам, — продолжал он, — поскольку передел господствующих позиций американцев, англо-французов, немцев и японцев в Европе, Китае и на Дальнем Востоке неизбежен в ближайшее время. Тов. Сталин считает, — говорил Берия, — что этот передел выльется в военное столкновение. Для вашей ориентировки имейте в виду, нам, в отличие от царских дуроломов в 1914 году, следует как можно дольше оставаться в стороне от схватки. Мы будем воевать только тогда, когда нам это будет выгодно».

Во время этой встречи мы узнали, что наиболее глубоко тайный обмен мнениями происходил в Германии, Турции, Финляндии, Швеции. Там советским послом была А. Коллонтай. И хотя Коллонтай, заметил Берия, «сочувствует разгромленной оппозиции», трогать ее мы не будем. Нам важно сохранить ее как участника тайных переговоров, уже имевших место. Имейте это в виду на ближайший год, отмечал Берия, независимо от тех материалов, которые на нее придут.