เมื่อเสร็จภารกิจที่กรุงวอชิงตัน ร.อ.โผน อินทรทัตจึงมาประจำอยู่ที่ศูนย์ฝึกของ โอ.เอส.เอส. ที่ทรินโกมาลี บนเกาะลังกา และปฏิบัติงานอยู่ ณ ที่นั้นจนกระทั่งวันสันติภาพ 16 สิงหาคม 2488 จึงดินทางเข้าสู่ประเทศไทย ร.อ.โผนได้รับพระราชทานยศทหารไทยเป็นพันตรี และเป็นทหารเสรีไทยสายสหรัฐอเมริกา รุ่นที่ 1 คนเดียวที่ได้ยศพันตรีขณะมีชีวิตอยู่ (พ.ต.การะเวก ศรีวิจารณ์ และ พ.ต.สมพงษ์ ศัลยพงษ์เสียชีวิตไปในระหว่างเดินทางเข้าประเทศไทยเมื่อเดือนมิถุนายน 2487)

ภายหลังสงครามโลกสงบ ในวันที่ 30 ตุลาคม ทางราชการได้รื้อฟื้นคดีสังหารเสรีไทยสองนายขึ้น โดยพ.ต.โผน อินทรทัต พ.ต.บุญมาก เทศบุตร และ ร.อ.อานนท์ ณ ป้อมเพชร ร่วมเดินทางไปที่แม่น้ำโขง เขตอำเภอเชียงแมน จังหวัดล้านช้าง พร้อมด้วยอดีตนายอำเภอเชียงแมน นายยุทธ หนุนภักดี และตำรวจจากส่วนกลางประมาณ 9 นาย ไปยังจุดที่ พ.ต.การะเวก, พ.ต.สมพงษ์ และพ่อค้าที่ชื่อนายบุญช่วย ถูกตำรวจไทยฆาตกรรม เพื่อสืบสวนสอบสวนค้นหาความจริงที่เกิดขึ้น และได้นำอัฐิของ พ.ต.การะเวก ศรีวิจารณ์ กลับกรุงเทพฯด้วย ส่วนพ.ต.สมพงษ์ ศัลยพงษ์ ถูกยิงทิ้งและจมหายไปในแม่น้ำโขง หาศพไม่เจอ

พ.ต.โผน อินทรทัต ได้รับแต่งตั้งให้ดำรงตำแหน่ง รองผู้อำนวยการโรงงานยาสูบ กระทรวงการคลัง เพราะมีคุณวุฒิทางด้านวิศวกรรมเคมีจากสหรัฐ อเมริกา ไปจนกระทั่งเกิดการรัฐประหารเมื่อวันที่ 8 พฤศจิกายน 2490 ผลจากการรัฐประหารในครั้งนั้น ทำให้มีคำสั่งเลิกจ้าง พ.ต.โผน อินทรทัต ซึ่งขณะนั้นเป็นผู้รักษาการในตำแหน่งผู้อำนวยการโรงงานยาสูบในปีถัดมา

และภายหลังเหตุการณ์ที่เรียกกันว่า กบฏเสนาธิการ เมื่อวันที่ 1 ตุลาคม 2491 ได้มีการออกหมายจับบุคคลที่คาดว่าจะมีส่วนเกี่ยวข้อง เช่น พล.ต.เนตร เขมะโยธิน พ.ท.พโยม จุลานนท์ นายอรรถกิตติ พนมยงค์ นายปราโมทย์ พึ่งสุนทร พ.ต.ต.เชาว์ คล้ายสัมฤทธิ์ และ พล.ร.ต.ถวัลย์ ธำรงนาวาสวัสดิ์ อดีตนายกรัฐมนตรี รวมถึง พ.ต.โผน อินทรทัตด้วย