1945年抗日战争结束后，吴富善被调到东北任职。到了东北后，他被安排担任齐齐尔卫戍区的司令员。这个职位和省级军区司令员级别相当，但齐齐尔在行政上归嫩江省管辖，而嫩江省已经设立了省军区，司令员由王明贵担任。

面对同一地区两位同级别官员的共事问题，吴富善从整体利益出发，向上级建议两个部门合并办公。事实上，卫戍区司令部并无实际兵力，他更像是个"光杆司令"。上级派他来的主要任务就是发展壮大地方武装力量。而比他早到几个月的抗联将领王明贵，已经在当地发动群众，成功扩充了部队规模。

然而，卫戍区也积极扩充兵力，把分散的社会武装力量整合起来，组建了嫩江军区警一旅。这个旅下辖两个团和一个骑兵队，虽然挂着旅的番号，但实际兵力还不到一千人。

齐齐尔卫戍区成立不久后，在1945年12月22日，苏军依照《中苏友好条约》从齐齐尔撤走，国民党军队随即接管。然而，时间不长，我军便重新夺回了该地。随着齐齐尔的再次解放，上级决定解散卫戍区司令部，并指派吴富善担任警一旅的旅长和政委，他的主要职责是进行剿匪行动。

由于特殊原因，他的职务被下调了一级。最初他被派去担任齐齐尔的军事主管，但到达后发现那里已经驻扎着另一支我军部队——嫩江人民自治军司令部，由抗联的王明贵指挥。这两支部队级别相当，虽然后来在一起办公，但各自独立，互不统属。鉴于这种情况，上级决定取消齐齐尔卫戍区的设置，改任他为旅长。

1946年，嫩江地区虽然没遭到敌军主力部队的入侵，但这里匪患严重，不解决这个问题就难以建立稳定的后方基地。所以，东北局把剿匪工作作为重点任务，采取"让开大路，占领两厢"的策略，松江、黑龙江、合江、嫩江等军区的主要职责就是清剿土匪。这些地区都是我们的后方，只有确保安全，才能积蓄力量，持续打击敌人。

在他担任卫戍区司令期间，虽然也参与剿匪行动，但主要任务还是扩充军队。现在，他的工作重点转移到了剿匪上。他不仅是一名旅长，还兼任地委书记和军分区司令员政委，全面负责嫩江地区的党政军事务。

经过半年多的剿匪行动，他负责的区域基本没有大规模土匪出没，但仍有小股土匪四处流窜。这些敌人非常狡猾，像麻雀一样，一有风吹草动就四散逃窜，很难抓到几个，给他带来了不小的压力。他经过仔细研究，重新调整了策略，将剿匪与搜查、摧毁敌人秘密营地结合起来，让土匪无处藏身。通过切断粮食供应，破坏秘密营地，追踪脚印和马粪，甚至观察乌鸦的飞行轨迹来定位土匪活动，让敌人暴露在明处，我军则隐藏在暗处。最终，土匪要么投降，要么被彻底消灭。

1946年年底，他接到调令前往西满军区任职，主要任务是组建军区独立第三师，并担任该师的首任师长。

那时候军区已经有了保一旅和保二旅，上级决定让他以新四军3师的特务1团、2团，还有他之前带过的部队为班底，组建3师，形成一支机动力量。不过光靠这些部队还不够，于是他们又招募了大量解放后分到土地的农民，以及经过剿匪实战的民兵，充实到队伍里。

之后，军区组建了西满纵队，邓华出任司令员，陶铸担任政委，他则被任命为旅长。随着战斗的推进，部队进行了调整，吴富善成为副政委。由于陶铸主要负责地方事务，很少参与纵队的工作，他便实际上承担了政委的职责。几个月后，他正式接任政委一职。

1947年，他投身于夏季和秋季的军事行动，随后又参与了辽沈战役、平津战役，以及解放中南地区的战斗。