新中国成立后，潘振武担任了广州军区后勤部政委。1959年3月，人民解放军总政治部调潘振武任驻苏联大使馆武官。当时，中苏两党两国关系比较紧张，潘振武到莫斯科后，受到苏军某些将领的冷遇，但他不卑不亢，灵活地执行我国的外交政策，坚持和平共处五项原则，利用各种机会，扩大使馆之间的交往，增进同各兄弟国家驻苏武官之间的友谊，不久便与各国驻苏武官建立了感情，大家都称赞潘振武是“善外交的将军”。

1963年3月，潘振武调任国防部办公厅副主任兼外事局局长，后调往武汉军区担任副政委，并兼任湖北省委书记、省革命委员会副主任。

受命于文革动乱时期，潘振武心情颇不平静，但他坚定一个信念:紧密联系群众，为人民办好事总不会错。所以，他尽量避开政治旋涡，多做具体工作，把重点放在抓工业、抓农业、抓绿化，凡假日和闲暇时间就同一些知识分子研究书法，练习写作。他每视察一地就推广油橄榄，部署植树造林，发展牲猪，指导水利建设等等。他写的诗歌大多是反映农业生产的，干部们都称他是“农书记”。由于他爱好广泛，还被推选为湖北省书法协会的荣誉主席。

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