После образования 15 марта 1946 года МТБ СССР ПА. Судоплагов совмещает должности, продолжая руководить IV управлением до его упразднения 15 октября 1946 года. Разведывательно-диверсионные резидентуры управления были расформированы. Бывшие руководители и сотрудники центрального аппарата получили назначения в различные подразделения — от Бреста до Владивостока, от Мурманска до Кушки.
Сам П.А. Судоплатов остался в Москве. Ему удалось избежать очередной чистки в органах. 15 февраля 1947 года он возглавил отдел «ДР» (диверсии и разведка). Этот отдел, известный как Спецслужба МГБ СССР, был сформирован для развертывания в случае войны разведывательно-диверсионной работы против военных баз, расположенных вокруг СССР, захвата за рубежом и доставки в СССР новейших образцов вооружения и техники. Он занимался также ликвидацией перебежчиков.
9 сентября 1950 года П. А. Судоплатов был утверждён Политбюро ЦК ВКП(б) начальником Бюро № 1 МГБ СССР по диверсионной работе за границей — агентурного аппарата, созданного на базе Спецслужбы МТБ СССР.
В 1947–1951 годах под руководством Судоплатова и его заместителя Н. Эйтингона проведен ряд успешных операций по захвату, перевербовке и ликвидации руководителей вооруженного националистического подполья в Западной Украине и Литве, бывших офицеров СС и агентов германской и английской разведок.
21 марта 1953 года П.А. Судоплатова назначают заместителем начальника I Главного управления (контрразведка) МВД СССР. С 30 мая 1953 года он становится начальником 9-го (разведывательно-диверсионного) отдела МВД СССР, созданного на базе Бюро № 1. После его организации 31 июля 1953 года Судоплатова переводят во II Главное управление МВД СССР на должность начальника отдела главка внешней разведки.
Смерть вождя и расстрел Берии ударили и по Судоплатову. Новый хозяин Кремля Н.С. Хрущёв даже после ареста Берии все ещё смертельно боялся его грозной тени и потому поспешил избавиться от него. В. Меркулов, Б. Кобулов, А. Кобулов, С. Гогпидзе, П. Мешник — ближайшие помощники Берии, а также другие руководители советских органов госбезопасности были арестованы и затем многие из них расстреляны. Погиб на допросе и один из великих нелегалов — Я.И. Серебрянский.
Не избежал печальной участи и Павел Анатольевич. 20 августа 1953 года он был уволен «за невозможностью дальнейшего использования», а 21 августа 1953 года «уволенный» был арестован в своём служебном кабинете.
«Руденко, — вспоминает П.А. Судоплатов, — грубым тоном объявил мне, что я арестован как активный участник заговора Берии, целью которого был захват власти, что я доверенное лицо и сообщник Берии в тайных сделках с иностранными державами против интересов Советского государства, что я организовал ряд террористических актов против личных врагов Берии и планировал теракты против руководителей Советского государства.
На втором допросе Руденко предложил мне дать свидетельские показания против Берии: рассказать о его плане тайного сговора с Гитлером по заключению сепаратного мира при посредничестве болгарского дела Стаменова, о привлечении “английского шпиона” Майского для установления тайных контактов с Черчиллем и, наконец, о готовившихся терактах по уничтожению советского руководства с помощью ядов».
На одном из судебных заседаний я почувствовал, как кровь бросилась мне в лицо, и не сдержавшись, я выпалил:
— Вы судите человека, приговоренного к смерти фашистской ОУН, человека, который рисковал своей жизнью ради советского народа! Вы судите меня так же, как ваши предшественники, которые подводили под расстрел героев советской разведки.
Советский Союз, которому я был предан всей душой и за который был готов отдать жизнь, ради которого старался не замечать творившихся жестокостей, оправдывая их стремлением превратить страну из отсталой в передовую, во благо которого провёл долгие месяцы вдали от Родины, дома, жены, детей — даже пятнадцать лет тюремного заключения не убили моей преданности своей Отчизне!»
Но ни абсурдность выдвинутых против Судоплатова обвинений, ни многочасовые допросы у следователей не сломили его духа. Находясь под следствием (с 21 августа по 30 сентября 1958 года), он не дрогнул, виновным себя не признал, никого не оклеветал, а терпеливо и упорно добивался справедливости.
30 сентября 1958 года П.А. Судоплатов был осуждён на закрытом заседании Военной коллегии Верховного Суда СССР без участия защиты и приговорён к пятнадцати годам тюремного заключения. Долгих 15 лет П.А. Судоплатов провел в камерах внутренней тюрьмы на Лубянке, затем в Бутырке, Лефортово, Крестах и печально знаменитом Владимирском централе.