W lutym 1956 roku został odwołany do Moskwy..
Od 1957 roku (po zdegradowaniu antypartyjnej grupy Malenkowa, Kaganowicza, Mołotowa, Bułganina i Szepiłowa) był pełnoprawnym członkiem Biura Politycznego. W 1959 roku został sekretarzem przewodniczącego KC, a w maju 1960 roku przewodniczącym Prezydium Rady Najwyższej ZSRR. Otrzymując tytuł przewodniczącego Prezydium Rady Najwyższej, stał się nominalną głową państwa, prawdziwa władza należała jednak do Chruszczowa. W 1962 roku otrzymał honorowe obywatelstwo jugosłowiańskiego Belgradu.
Odsunięcie Chruszczowa Do około 1962 roku pozycja Chruszczowa jako przewodniczącego partii była bezpieczna. W podeszłym wieku stał się jednak coraz bardziej nieobliczalny, a wybryki podważyły zaufanie partyjnych przywódców. W 1963 roku Breżniew zaangażował się w odsunięcie go od władzy, prawdopodobnie odgrywając w tym planie wiodącą rolę. W tym samym roku Chruszczow, wierzący w lojalność Breżniewa, mianował go sekretarzem KC KPZR. Breżniew zastąpił na tym stanowisku Froła Kozłowa, będącego protegowanym Chruszczowa. Awans uczynił Breżniewa osobą typowaną na następcę przywódcy.