1947年3月，中共中央后方委员会成立后，戴镜元被任命为中央后委委员，率军委二局大部分人员转移到临县三交镇一带，负责情报保障工作，并和李克农一起负责保密工作（兼任中央保密委员会委员）。

中央军委二局驻扎在临县三交镇胡公、泉王、杜家圪垛村，戴镜元带领二局的技术侦察人员，在临县隐蔽的山沟里，安装设备，架设天线，调试电台，昼夜监听截获敌方发射的各种无线电信号，分析破译通信内容及技术参数，从中获取有用情报，为中共中央和中央军委提供另一条战线上的情报保障。

1947年5月以后，戴镜元根据叶剑英的指示，以抓战略侦察为主，加强对国民党中央重要的军事部门、特务系统和各大战区的侦察，收集战略性的情报，很快就在全军建立了一个情报网，并把每天收集到的情报上报中央主要领导同志。

戴镜元及其战友们的工作，不仅保证了中共中央、中央军委耳聪目明，有效地进行指挥，而且有力地配合了人民解放军各战略区的作战行动。1947年6月，他们向中央报告获得国民党在沈阳、长春的军队准备增援四平街国民党守军的计划等情况，配合了我东北野战军的作战行动。6月至8月，为了配合刘邓大军强渡黄河、进军鲁西南、挺进大别山等战略性作战行动，戴镜元他们先后及时地提供了国民党军队的作战部署、兵力配置和蒋介石对战局的判断等极有价值的情报，使中央和刘伯承、邓小平在知己知彼的情况下，及时下决心，正确选择战机和作战方向，取得了战役的胜利。他们为各个战场的野战军都及时提供了可靠的情报，受到中央和各战区指挥员的赞扬。华东野战军司令员陈毅、副司令员粟裕多次说总参情报部门的情报搞得及时准确。

1947年9月底，周恩来、任弼时召集戴镜元等人开会，听取通讯、机要、情报工作汇报，而后以四个多月的时间与戴镜元一起夜以继日研究通讯、机要情报、保密等工作方针、原则及工作细节，终于得出科学结论，确保了密码保密在严格执行保密制度情况下的安全可靠，使我党我军的保密水平有了质的飞跃。整个解放战争中，国民党始终未能破译出我方的核心密码。

1947年12月，毛泽东曾对戴镜元说：“你们都是无名英雄，前方打了胜仗可以马上登报宣传，你们工作出了成绩却不能马上登报宣传，但是党和人民是会知道你们的工作的。”毛泽东在1949年的指示中更是直言他们的工作“起了一个方面军的作用”，中央军委决定“传令嘉奖”。直到1975年4月，邓小平在接见时任军委总参三部部长的戴镜元时还感慨地说：“解放战争期间，你们的情报工作做得好，对敌人的情况了解得很清楚，对解放战争的胜利发挥了很重要的作用。”

解放战争时期，戴镜元历任军委二局代局长、局长兼政治委员，中央后委委员、军委总情报部副部长、军委技术部部长、中央机要局副局长，中共北京市东城区委书记处书记、区长等职，参加了中原突围、进军大别山、辽沈、平津、淮海、渡江、进军西南等战役战斗的情报保障任务，建立了不朽业绩。

戴镜元同志是中国共产党的优秀党员，久经考验的忠诚的共产主义战士，我军技侦情报工作创始人之一、技侦情报战线杰出的领导者，中国共产党第七次、第十一次和第十二次全国代表大会代表，中国人民政治协商会议第一届全体会议代表，第一届中国新民主主义青年团中央委员，中共中央保密委员会委员，中央军委保密委员会副主任。2008年4月3日，在北京逝世。