新中国成立后，肖华历任中国人民解放军空军政治委员，总政治部副主任、总干部部部长，总政治部主任，中央监察委员会副书记、解放军监察委员会书记，中共中央军事委员会常委、副秘书长。他致力于继承和发扬人民军队的光荣传统，参与领导制定具有重大历史意义、1954年颁布的《中国人民解放军政治工作条例》。

他创作的《长征组歌》，周恩来生前一共看过7次演出，能一字不漏地唱下全部歌词，在弥留之际还提出再听一次《长征组歌》。“文化大革命”中，林彪、江青反革命集团制造了“总政阎王殿”大冤案，对他进行恶毒诬陷和残酷迫害，使他身陷囹圄达七年之久。1975年恢复工作后任军事科学院第二政治委员，兰州军区第一政治委员、党委第一书记，中共甘肃省委书记。

他努力探索现代战争条件下的战略战术和政治工作，总结新时期部队建设的经验，写出了《论中国人民解放军在四化建设中的地位和作用》等重要论文。生前著作还有《铁流之歌》、《艰苦岁月》等。1977年4月肖华出任兰州军区政治委员，司令员韩先楚在为肖华举行的欢迎仪式上说：“肖华同志在很长时间里担任军队的重要领导职务，是我军的主要领导人之一。

肖华同志文武兼备，军政兼优。论武，他有统军之才，当过纵队司令、军区司令；论文，他有丰富的政治工作经验，从红军的青年部长一直到人民解放军的政治部主任；论才，他能诗善文，《长征组歌》早已家喻户晓。因此，周恩来总理说肖华人才难得……”他是中国共产党第八届、第十一届、第十二届中央委员，第一届、第五届全国人大代表。

1955年被授予上将军衔。荣获八一勋章、一级独立自由勋章、一级解放勋章。1935年，曾被选为国际共产主义青联第六届执行委员。1949年7月，被选为第二届世界民主青年联盟理事。1985年8月12日，中国人民解放军的优秀领导人、杰出的政治工作领导者肖华病逝于北京，享年69岁。