После окончания Великой Отечественной войны 15 июня 1945 г. из соединений и частей Советской Армии, находившихся к этому моменту на территории Болгарии и Румынии, на базе управления 3-го Украинского фронта было сформировано управление Южной группы войск, которое также возглавил Толбухин, остававшийся на этом посту до января 1947 г. Эту должность он сочетал с должностью председателя Союзных контрольных комиссий в Болгарии и Румынии.
Оценивая Толбухина как героя и полководца, необходимо процитировать слова маршала А. М. Василевского: «В годы войны особенно ярко выявились такие качества Толбухина, как безупречное выполнение служебного долга, личное мужество, полководческий талант, душевное отношение к подчиненным… После войны Ф. И. Толбухин, занимая ответственные посты и будучи очень больным, продолжал успешно выполнять свои обязанности. Никогда не забуду, как Федор, лежа на больничной койке, буквально за несколько минут до своей кончины, уверял, что завтра он выйдет на работу»
В дни, когда готовилась и произносилась Фултонская речь, когда британские и американские войска концентрировались в Греции и Турции, а вчерашние союзники выбирали на территории СССР цели, подходящие для ядерных ударов, Ф. И. Толбухина ожидало еще одно, последнее задание на южных рубежах советской империи, построенной вопреки планам нацистской Европы. Речь шла о возможном отражении провокаций со стороны турецкой и греческой военщины, за спинами которых стояли войска Англии и США. В ходе ответного контрнаступления планировалось нанести удары по направлению на Стамбул (Царьград), Дарданеллы, Комотини и Фессалоники.
Прибытие маршала Толбухина на осмотр кораблей Дунайской военной флотилии. Австрия, Вена, май 1945 г.
Холодная война и опасность ядерного огня сковали планы военных в послевоенной Европе, и боевые действия надолго покинули ее просторы. В январе 1947 г. Ф. И. Толбухин покинул свой пост и отбыл на Родину, а в феврале 1947 г. Южная группа войск была расформирована. Толбухин был назначен командующим войсками Закавказского военного округа. В 1946–1949 гг. избирался депутатом Верховного Совета СССР. В 1949 г. жизненные силы покинули маршала, и 17 октября 1949 г. Федор Иванович Толбухин скончался, его прах захоронен в Кремлевской стене на Красной площади. Указом Президиума Верховного Совета СССР от 7 мая 1965 г. Ф. И. Толбухину посмертно было присвоено звание Героя Советского Союза. Город Добрич в Болгарии до 1991 г. носил имя Толбухин.
Это был маршал, который боролся не только за победу, но и за жизни своих солдат. В бессонной штабной работе, в точном расчете и оценке сил противника, и подготовке собственных войск Толбухин не щадил себя. Он буквально горел своим делом, потому и ушел из жизни в первые послевоенные годы, прожив всего 55 лет. Под его командованием войска нашей страны прошли от окопов Сталинграда до дальних границ Европы, освобождая от гнета нацистов Румынию, Болгарию, Югославию, Венгрию и Австрию. Такого числа европейских стран всего за полгода войны не прошел с победоносными войсками ни один полководец Второй мировой войны, кроме бывшего питерского бухгалтера, крестьянского сына и русского офицера — Федора Ивановича Толбухина.
Б. А. Слуцкий, служивший под командованием Ф. И. Толбухина в составе 57-й армии, а позднее и 37-й армии, поэтически резкий в своих воспоминаниях, живописал полководца еще более отчетливо:
«Водительство полков не ремеслом считал Толбухин, а наукой точной, Смысл западный со сметкою восточной спаяв, он брал уменьем, не числом».