… Sau Hiệp định Giơ-ne-vơ, đế quốc Mỹ nhanh chóng hất cẳng thực dân Pháp, xâm lược Việt Nam, biến miền Nam Việt Nam thành thuộc địa kiểu mới. Trước yêu cầu của giai đoạn cách mạng mới, nhằm tăng cường sự lãnh đạo, chỉ đạo cả về mặt chính trị và quân sự đối với quân đội, ngày 14/5/1955, Chủ tịch Hồ Chí Minh ký Sắc lệnh số 232/SL bổ nhiệm đồng chí Song Hào giữ chức Phó Chủ nhiệm Tổng cục Chính trị QĐND Việt Nam.
Tiếp đó, tại Đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ III của Đảng (9/1960), đồng chí được bầu là Ủy viên Trung ương Đảng. Đến năm 1961, đồng chí được phân công làm Phó Bí thư Quân ủy Trung ương; được Hội đồng Chính phủ quyết định bổ nhiệm Thứ trưởng Bộ Quốc phòng.
Khi đồng chí Nguyễn Chí Thanh được Trung ương Đảng điều động nhận công tác khác, ngày 3/3/1961, Chủ tịch Hồ Chí Minh đã ký Sắc lệnh số 09/SL bổ nhiệm đồng chí Song Hào giữ chức Chủ nhiệm Tổng cục Chính trị QĐND Việt Nam. Với trọng trách người đứng đầu cơ quan chính trị của quân đội, đồng chí đã dồn tâm sức của mình trong nhiệm vụ xây dựng QĐND Việt Nam vững mạnh về chính trị.
Trong một thời gian ngắn, trên cương vị Chủ nhiệm Tổng cục Chính trị QĐND Việt Nam, đồng chí đã ban hành nhiều chỉ thị quan trọng đối với toàn quân. Nổi bật là, ngày 11/1/1962, ban hành chỉ thị về “Cuộc vận động xây dựng Quân đội tiến nhanh, tiến mạnh, tiến vững chắc lên chính quy, hiện đại”; Chỉ thị số 19/CT-H ngày 6/10/1962 về “Tiếp tục cuộc vận động xây dựng quân đội và phong trào thi đua “ba nhất”… Những chỉ thị quan trọng đó đã góp phần xây dựng và củng cố sức mạnh của quân đội, xây dựng ý chí và quyết tâm chiến đấu cho cán bộ, chiến sĩ sẵn sàng nhận và hoàn thành các nhiệm vụ được giao khi kẻ thù đẩy mạnh chiến tranh xâm lược.
Bước vào năm 1964, cuộc kháng chiến chống Mỹ, cứu nước có nhiều chuyển biến quan trọng. Về phía Mỹ, sau những thất bại liên tiếp trên chiến trường miền Nam đã từng bước tiến hành những hoạt động phá hoại đối với miền Bắc. Trước tình hình đó, tháng 6/1964, Bộ Chính trị đã chỉ thị cho các lực lượng vũ trang (LLVT), trong đó nhấn mạnh phải tăng cường sẵn sàng chiến đấu (SSCĐ), phá tan âm mưu khiêu khích, đánh phá miền Bắc của không quân Mỹ.
Thực hiện Chỉ thị của Bộ Chính trị, đồng chí Song Hào đã tập trung lãnh đạo, chỉ đạo các đơn vị chú trọng công tác tư tưởng, đặc biệt là tổ chức SSCĐ, nêu cao cảnh giác, không để bị động, bất ngờ trước âm mưu, thủ đoạn mới của kẻ thù đối với miền Bắc. Đến tháng 12/1967, Bộ Chính trị họp, quyết định chuyển cuộc chiến tranh cách mạng miền Nam sang một thời kỳ mới - thời kỳ giành thắng lợi quyết định; trong đó, chỉ rõ: Nhiệm vụ trọng đại và cấp bách của ta là động viên những nỗ lực to lớn nhất của toàn Đảng, toàn dân và toàn quân ta ở cả hai miền, đưa cuộc chiến tranh cách mạng của ta lên một bước phát triển cao nhất bằng phương pháp tổng công kích, tổng khởi nghĩa để giành thắng lợi quyết định.
Để bảo đảm yếu tố bí mật, bất ngờ, ngày 2/1/1968, Bộ Chính trị quyết định thực hiện cuộc Tổng tiến công và nổi dậy trên toàn miền Nam vào giao thừa Tết Mậu Thân 1968. Đồng chí Song Hào đã nhanh chóng chỉ thị cho các cơ quan chức năng chỉ đạo, hướng dẫn các đơn vị kịp thời cổ vũ, động viên cán bộ, chiến sĩ chiến đấu lập công. Đặc biệt, trong đợt 2 cuộc Tổng tiến công, đồng chí Song Hào đã gửi Điện số 935/D ngày 12/5/1968 trao đổi với các đồng chí trong Bộ Tư lệnh, Quân ủy Miền về việc Mỹ và chính quyền Việt Nam Cộng hòa sẽ khôi phục lực lượng, phản công sau khi ta kết thúc đợt 1, trong đó chỉ rõ: “Dù địch xoay xở gì, ta vẫn luôn luôn chủ động, luôn tạo được thời cơ, tranh thủ được bất ngờ, tích cực tiến công địch để giành thắng lợi”.
Sau cuộc Tổng tiến công và nổi dậy Xuân Mậu Thân 1968, Bộ Chính trị và Bộ Tổng Tư lệnh quyết định mở nhiều chiến dịch lớn nhằm tạo bước ngoặt cho cách mạng miền Nam và cách mạng 3 nước Đông Dương như: Chiến dịch Đường 9 - Nam Lào (1971), Chiến dịch Trị - Thiên (1972)... Trong những thời khắc quan trọng này, dù là người đứng đầu Tổng cục Chính trị, nhưng do tính chất quan trọng và ý nghĩa của các chiến dịch đối với toàn bộ cuộc kháng chiến; đồng thời nhằm phát huy năng lực lãnh đạo, chỉ huy cả về mặt chính trị và quân sự của đồng chí Song Hào, tháng 8/1972, đồng chí được chỉ định làm Chính ủy, Bí thư Đảng ủy Chiến dịch Trị - Thiên, thay đồng chí Lê Quang Đạo nhận công tác khác.
Việc được chỉ định làm Chính ủy Chiến dịch Trị - Thiên thể hiện sự tín nhiệm của Trung ương Đảng, Quân ủy Trung ương và Bộ Tổng Tư lệnh đối với đồng chí Song Hào, và trên thực tế, đồng chí đã phát huy vai trò nổi trội của mình, cùng Đảng ủy và Bộ Tư lệnh hoàn thành xuất sắc nhiệm vụ cấp trên giao phó. Thắng lợi này cùng với thắng lợi của Chiến dịch “Điện Biên Phủ trên không” trong 12 ngày đêm cuối năm 1972 đã buộc đế quốc Mỹ phải trở lại bàn đàm phán, ký Hiệp định Pa-ri (ngày 27/1/1973) về chấm dứt chiến tranh, lập lại hòa bình ở Việt Nam.
Sau thắng lợi đặc biệt quan trọng này, ngày 24/5/1973, Bộ Chính trị, Quân ủy Trung ương tổ chức hội nghị để nghiên cứu, thảo luận những vấn đề thực tiễn, chuẩn bị cho Hội nghị lần thứ 21 Ban Chấp hành Trung ương Đảng quyết định. Trong Hội nghị này, đồng chí Song Hào đã có ý kiến quan trọng để Bộ Chính trị, Quân ủy Trung ương kết luận nhiệm vụ cơ bản của cách mạng miền Nam giai đoạn sau khi Hiệp định Pa-ri được ký kết. Sau đó, đồng chí tiếp tục tham gia các hội nghị của Bộ Chính trị và là thành viên tham gia thông qua Kế hoạch chiến lược giải phóng miền Nam trong 2 năm (1975-1976) và phương án thời cơ “Nếu thời cơ đến vào đầu hoặc cuối năm 1975, thì lập tức giải phóng miền Nam trong năm 1975”.
Trực tiếp lĩnh hội kế hoạch giải phóng miền Nam tại các hội nghị của Bộ Chính trị, đồng chí Song Hào đã chỉ thị cho cơ quan Tổng cục Chính trị dồn hết trí tuệ, sức lực khẩn trương chỉ đạo các đơn vị triển khai toàn diện hoạt động công tác đảng, công tác chính trị, góp phần quan trọng vào thắng lợi của cuộc Tổng tiến công và nổi dậy Xuân 1975, hoàn thành sự nghiệp giải phóng miền Nam, thống nhất đất nước.