Sau ngày miền Nam hoàn toàn giải phóng, đất nước thống nhất, đồng chí Lê Trọng Tấn lại tiếp tục “ra trận” nhưng trên một cương vị mới. Ông vừa là Phó Tổng Tham mưu trưởng QĐNDVN, vừa là Viện trưởng Viện Khoa học quân sự kiêm giám đốc Học viện Quân sự cao cấp Bộ Quốc phòng (nay là Học viện Quốc phòng). Ông cho tập trung chất xám, kinh nghiệm chiến trường của tư lệnh các binh đoàn để cùng nhau góp sức xây dựng giáo trình giảng dạy. Với kinh nghiệm tác chiến phong phú đầy sáng tạo, trình độ lý luận cao trên nhiều mặt cả về chính trị và khoa học về quân sự. Với lòng nhiệt huyết và uy tín lớn trong lực lượng vũ trang, nên dưới sự chỉ đạo của Giám đốc Học viện Lê Trọng Tấn, chỉ sau sáu tháng chuẩn bị, lớp bổ túc đầu tiên của Học viện đã được khai giảng và sau một năm đào tạo, lớp học đã đạt kết quả rất tốt. Trong một thời gian ngắn, dưới sự chỉ đạo của Ông, các cơ sở vật chất như hội trường, phòng học, nhà ở đã được hoàn thiện. Đồng chí Lê Trọng Tấn còn trực tiếp soạn giáo trình và lên lớp bài “Tác chiến chiến lược trong chiến tranh tương lai”. Ông là người có công lớn, góp phần đặt nền móng cho việc đào tạo đội ngũ cán bộ chiến dịch, chiến lược của Quân đội ta.
Năm 1978, Ông được cử giữ chức Tổng Tham mưu trưởng QĐNDVN, Thứ trưởng Bộ Quốc phòng. Trên cương vị mới, đồng chí Lê Trọng Tấn cùng với Thường vụ Quân ủy Trung ương chỉ đạo các cơ quan nghiên cứu, ban hành nghị quyết về tổ chức lực lượng vũ trang và nhiệm vụ công tác nhà trường trong tình hình mới[1] và nhiều nghị quyết khác về công tác xây dựng quân đội.Khi chính quyền Khmer đỏ của Pol Pot tiến hành cuộc chiến tranh lấn chiếm biên giới Tây Nam. Tháng 12 năm 1978, đồng chí Lê Trọng Tấn được giao trọng trách chỉ huy các lực lượng vũ trang chiến đấu bảo vệ biên giới phía Tây Nam. Tháng 2 năm 1979, Ông lại được điều về Tổng hành dinh cùng với Quân ủy Trung ương, Bộ Quốc phòng và Bộ Tổng Tham mưu chỉ đạo cuộc chiến đấu chống xâm lược ở biên giới phía Bắc. Ông tiếp tục chỉ đạo các cơ quan Bộ Quốc phòng, Bộ Tổng Tham mưu chuẩn bị nghị quyết và báo cáo Bộ Chính trị ban hành Chỉ thị ngày 06 tháng 01 năm 1979 của Ban Chấp hành Trung ương Đảng (Khóa V) về “Tăng cường chiến đấu ở các tỉnh biên giới phía Bắc”; chấn chỉnh, điều chỉnh về vị trí triển khai, nhiệm vụ của một số đơn vị làm nhiệm vụ phòng ngự trên tuyến biên giới phía Bắc. Chỉ đạo các cục (Tác chiến, Quân huấn, Dân quân tự vệ…) của Bộ Tổng Tham mưu nghiên cứu, dự kiến các tình huống chiến đấu và công tác chuẩn bị chiến trường; triển khai phòng thủ trên hướng biển, đẩy mạnh chi viện cho các quần đảo nhất là quần đảo Trường Sa và các khu vực trọng điểm… Trong cuộc chiến tranh biên giới phía Bắc, đồng chí Tổng Tham mưu trưởng Lê Trọng Tấn đã trực tiếp chỉ đạo Bộ Tổng Tham mưu hiệp đồng, chỉ huy quân, dân 6 tỉnh biên giới và kịp thời điều chuyển lực lượng tăng cường ra phía Bắc, đẩy quân địch phải rút về bên kia biên giới.Đồng chí tiếp tục chỉ đạo các cơ quan của Bộ Quốc phòng, Bộ Tổng Tham mưu đề xuất với Ban Chấp hành Trung ương Đảng ra Nghị quyết số 24/NQTW ngày 09 tháng 6 năm 1985 về: Những vấn đề cơ bản của Đường lối quân sự của Đảng trong thời kỳ xây dựng và bảo vệ Tổ quốc Việt Nam xã hội chủ nghĩa. Để chuẩn bị cho Đại hội Đại biểu toàn quốc của Đảng (Khóa VI), Ông được Quân ủy Trung ương, Bộ Quốc phòng giao chuẩn bị nội dung về công tác quốc phòng, quân sự bảo vệ Tổ quốc phục vụ xây dựng Báo cáo chính trị trình Đại hội VI và Nghị quyết số 12/NQ-TƯ ngày 27 tháng 5 năm 1985 của Bộ Chính trị về nhiệm vụ củng cố quốc phòng, xây dựng lực lượng vũ trang, bảo vệ Tổ quốc trong những năm 1985-1990…
