Ende 1945 war er Assistant Chief of Naval Personnel in Washington, D.C. Danach befehligte er den Flottenverband mit Schlachtschiffen, Kreuzern und Zerstörern im Atlantik. 1947 wurde er Vizeadmiral.
Fechteler war von 1947 bis 1950 stellvertretender Chief of Naval Operations. 1950/51 war er Oberbefehlshaber der US Atlantic Fleet; sein Nachfolger wurde Vizeadmiral Lynde D. McCormick. Als Admiral war er von 1951 bis 1953 der 13. Chief of Naval Operations (CNO, Chef der Marineoperationen) als Nachfolger von Admiral Forrest P. Sherman (†). Er war damit der ranghöchste Marineoffizier und Admiralstabschef der US Navy In seiner Zeit war er für die Aktivitäten im Koreakrieg, im Fernen Osten und in Europa verantwortlich.
Präsident Dwight D. Eisenhower wechselte 1953 bei seinem Amtsantritt viele militärische Führungspositionen aus. Fechteler diente dann bis zu seiner Pensionierung (1956) beim Oberbefehlshaber der Alliierten für Südeuropa in Neapel.
1967 wurde er auf dem Nationalfriedhof Arlington begraben.