Девятого августа Советский Союз вступил в войну с Японией. В этот день советские войска перешли в наступление. 39-я армия не вела в Маньчжурии крупных сражений, в основном это были отдельные скоротечные бои. Как сообщил Людникову плененный генерал Гоулин, японское командование не ожидало удара Красной армии большими силами со стороны Монголии. В этих обстоятельствах, как вспоминал Людников, «истинным подвигом всех воинов нашей армии был переход через Большой Хинган». Никогда ранее такое количество войск не преодолевало этот горный хребет. Пришлось вытерпеть 35-градусную жару, которую сменили муссонные дожди, отражая при этом наскоки японских отрядов и уничтожая очаги сопротивления.
Перейдя через Большой Хинган, 39-я армия прорвала два укрепленных района и оказалась в глубоком тылу Квантунской армии. 17 августа ее командование передало по радио своим войскам приказ о прекращении военных действий. Личный состав частей и соединений начал массово сдаваться в плен. При этом доходило до курьезов. От одного из передовых отрядов Людников получил такое донесение: «В городе Сыпингай японская пехотная дивизия ждет, чтобы ее кто-либо взял в плен. Нам некогда ею заниматься, мы пошли вперед. Полковник Коваленко». Вскоре десятитысячная дивизия была без единого выстрела пленена и захвачены богатые трофеи.
Прорыв 39-й армии и соседних соединений, наступавших с северо-запада, во многом способствовал быстрой победе советских войск. Война на Дальнем Востоке продолжалась недолго и завершилась полным разгромом Квантунской армии и ее капитуляцией. 39-я армия получила приказ занять южную Маньчжурию. Дальнейший путь был преодолен в основном по железной дороге, и 31 августа передовой отряд вышел к Желтому морю неподалеку от границы с Кореей. А вскоре 39-я армия была размещена в Порт-Артуре и городе Дальнем (ныне Далянь). 2 августа Япония подписала акт о безоговорочной капитуляции.
Вторая мировая война закончилась.
В связи с отсутствием в Порт-Артуре китайской администрации, советскому командованию пришлось взять на себя все заботы о населении и хозяйстве этого района. Людников становится первым комендантом Порт-Артура и назначается командующим Группировкой советских войск на Ляодунском полуострове. В этом городе, где все напоминало об исторических событиях, связанных с Русско-японской войной 1905 года, Людников пробыл до июня 1947 года.
Вернувшись в Москву, Людников 29 ноября 1947 года получил назначение на должность командующего 10-й гвардейской армией в Ленинградском военном округе, а 20 апреля следующего года возглавил 13-ю армию в Прикарпатском округе. С декабря 1949-го по ноябрь 1951 года он являлся заместителем главнокомандующего Группой советских войск в Германии, где его непосредственным начальником вновь оказался В. И. Чуйков. Это очень способствовало успеху общей работы. После окончания в ноябре 1952 года Высших академических курсов при Высшей военной академии им. К. Е. Ворошилова занимал посты заместителя командующего Одесским, а с сентября 1954 года — Таврическим военным округом.
С июля 1956 года Людников — главный военный советник при Министерстве обороны Болгарской Народной Республики. Его военные знания и практический опыт руководства войсками способствовали развитию болгарской армии, освоению ею современных видов вооружений, отработки взаимодействия с войсками других стран Варшавского договора.
В марте 1959 года Людников вновь вернулся к учебной работе, получил назначение на должность начальника Высших стрелково-тактических курсов усовершенствования командного состава пехоты «Выстрел», где проходили обучение и практическую подготовку представители старшего командного состава нашей армии. Воспитание и обучение командирских кадров всегда увлекало Людникова и приносило ему большое удовлетворение. С его приходом на завершающем этапе обучения слушателей стали проводиться командно-штабные учения со средствами связи. Он сам преподавал на курсах тактику, вводил новые формы обучения, расширял круг изучаемых дисциплин. Глубокие теоретические знания Людникова и боевой опыт, полученный в ходе крупных военных операций, были востребованы и в период его службы в должности начальника факультета Военной академии Генерального штаба Вооруженных сил СССР — с ноября 1963-го по июль 1968 года.