Od kwietnia 1945 do lutego 1946 był dowódcą kompanii czołgów średnich. W latach 1946–1951 był słuchaczem Akademii Wojsk Pancernych i Zmechanizowanych im. Józefa Stalina w Moskwie. Po jej ukończeniu, został szefem sztabu 1 Warszawskiego pułku czołgów w Elblągu. W tym samym roku powierzono mu dowództwo tego pułku. W następnym roku awansował na stanowisko szefa sztabu 16 Kaszubskiej Dywizji Zmechanizowanej w Elblągu. W okresie stalinowskim wstawiał się za żołnierzami, którym groziły represje[2]. W 1953 objął dowództwo 20 Dywizji Zmechanizowanej w Szczecinku. Dwa lata później został przeniesiony na stanowisko dowódcy 8 Drezdeńskiej Dywizji Zmechanizowanej w Koszalinie. W październiku tego samego roku został dowódcą 1 Korpusu Pancernego w Gdańsku-Wrzeszczu. W 1956 roku, po rozformowaniu korpusu, powrócił na krótko do Koszalina na stanowisko dowódcy 8 DZ. Jeszcze tego samego roku wyznaczony został na stanowisko komendanta Fakultetu Wojsk Pancernych i Zmechanizowanych Akademii Sztabu Generalnego WP im. gen. Karola Świerczewskiego w Rembertowie. W 1957 roku został przeniesiony, w ramach akademii, na stanowisko komendanta fakultetu ogólnowojskowego. W 1959 roku objął dowództwo 16 Kaszubskiej Dywizji Pancernej w Elblągu. Na tym stanowisku, w 1960 roku, na mocy uchwały Rady Państwa PRL awansował na generała brygady. Miał wówczas trzydzieści pięć lat. W 1962 roku został szefem sztabu-zastępcą dowódcy Ślaskiego Okręgu Wojskowego we Wrocławiu. 15 stycznia 1964 roku został dowódcą ŚOW. W 1966 roku awansował na generała dywizji. 10 kwietnia 1968 roku przekazał obowiązki gen. bryg. Florianowi Siwickiemu, a sam objął stanowisko I zastępcy szefa Sztabu Generalnego Wojska Polskiego. W 1971 roku został Głównym Inspektorem Szkolenia Wojska Polskiego, a w 1972 wiceministrem obrony narodowej. Obie funkcje sprawował nieprzerwanie przez 14 lat. W latach 1972–1984 był równolegle zastępcą naczelnego dowódcy Zjednoczonych Sił Zbrojnych Państw Stron Układu Warszawskiego. Piastował także funkcję przewodniczącego Rady Wychowania Fizycznego, Sportu i Turystyki MON.
Z ujawnionych w grudniu 2008 raportów płk. Ryszarda Kuklińskiego dla CIA wynika, że w okresie kryzysu władzy komunistycznej w Polsce w latach 1980–1981 Eugeniusz Molczyk reprezentował opcję nastawioną na siłowe starcie z „Solidarnością”[3].
Lidia Bacela: Kto jest kim w Polsce 1984: informator biograficzny. Polska Agencja Interpress, 1984. ISBN 83-223-2073-6. Brak numerów stron w książce
Tadeusz Mołdawa: Ludzie władzy 1944-1991. Władze państwowe i polityczne Polski według stanu na dzień 28 II 1991. PWN, 1991. ISBN 978-83-01-10386-6. Brak numerów stron w książce
K. Górski (red.), O stanie wojennym w Sejmowej Komisji Odpowiedzialności Konstytucyjnej: sprawozdanie Komisji i wniosek mniejszości, wraz z ekspertyzami i opiniami historyków, Wydawnictwo Sejmowe, Warszawa 1997.
Pożegnanie wiceministra ON, Głównego Inspektora Szkolenia, gen. broni Eugeniusza Molczyka umieszczone w „Żołnierzu Wolności” z 27 lutego 1986.