Sau chiến tranh, Batov nắm giữ nhiều chức vụ chỉ huy cấp cao. Mùa hè năm 1945, ông được bổ nhiệm làm chỉ huy Tập đoàn quân cơ giới số 7 ở Ba Lan, rồi chỉ huy Tập đoàn quân cận vệ 11, có trụ sở chính tại Kaliningrad, vào năm 1947. Năm 1949, ông trở thành Phó Tư lệnh thứ nhất của Lực lượng Liên Xô tại Đức, trong một thời gian ngắn trước khi theo học tại Học viện Tham mưu Voroshilov. Trong thời gian này, ông cũng trở thành một nhà văn viết nhiều về lý thuyết quân sự. Chuyên luận của ông về các cuộc hành quân vượt sông vẫn còn được tham khảo cho đến ngày nay.[14]

Batov trở thành chỉ huy của Quân khu Carpat từ năm 1955 đến năm 1958. Trong giai đoạn này, ông đã tham gia đàn áp Cuộc nổi dậy năm 1956 của Hungary.[15] Ông được chuyển sang chỉ huy Quân khu Baltic (1958-1959), Cụm binh đoàn miền Nam (1960-1962), và cuối cùng là Phó Tham mưu trưởng Lực lượng Hiệp ước Warszawa (1962-1965), thay thế tướng A.I. Antonov vừa qua đời. Batov giải ngũ vào năm 1965, nhưng tiếp tục làm việc trong Thanh tra Bộ Quốc phòng, và từ năm 1970 đến năm 1981 với tư cách là Chánh văn phòng Ủy ban Cựu chiến binh Liên Xô. Ông đã viết hồi ký của mình trong thời gian này.[16] Ông vẫn là một người bạn thân thiết của Rokossovsky cho đến khi Rokossovsky qua đời vào năm 1968, và được giao trọng trách biên tập và xuất bản hồi ký của người chỉ huy cũ của mình.[17]

Mặc dù hầu hết không được công chúng chú ý, nhưng Batov đã có một danh tiếng rất xứng đáng về năng lực và có vị trí trong số vô số những vị tướng tài ba, những người sau khi sống sót sau phần đầu của cuộc chiến Xô-Đức, đã góp phần to lớn vào chiến thắng cuối cùng trước Đức Quốc xã. Ông thích câu nói: "Người ta phải đánh thắng kẻ thù một cách điêu luyện, nghĩa là ít đổ máu".

Batov qua đời ngày 19 tháng 4 năm 1985, tại Moskva và được chôn cất tại Nghĩa trang Novodevichy.