Первоначально планировалось поднять 13 миллионов гектаров. Однако первый урожай превзошёл все ожидания, земля была действительно очень плодородной, на Урале и в Западной Сибири в 1954 году удалось собрать около 20 центнеров с гектара вместо привычных 8–9. Но ведь хлеб надо не только вырастить, его ещё нужно убрать и сохранить. И если с обеспеченностью техникой особых проблем не было, на целину работали все тракторные и комбайновые заводы страны, то элеваторов и зернохранилищ катастрофически не хватало. Зерно подолгу оставалось на токах, в лучшем случае под брезентом, а то и просто под открытым небом. По давней советской «традиции» после «битвы за урожай» началась «битва с урожаем». Зерно постепенно сгнивало, на ток приезжали несколько бульдозеров и сбрасывали с таким трудом собранный хлеб в овраг. По разным оценкам, тогда погибло от половины до трёх четвертей урожая. Постепенно ситуация улучшалась, однако каждый год миллионы тонн зерна так и не доходили до элеваторов.
Хрущёв, безусловно, знал о сложившемся положении. «Объезжая целинные поля, я видел много такого, чего не хотел бы видеть. Когда убирали хлеб, то ссыпали зерно прямо на землю, при перевозке происходили большие потери. Токов не было, складов не было, не хватало вовсе простого брезента. Пшеницу на земле прикрывали кое-как, а чаще всего, к сожалению, вовсе не прикрывали. Рабочей силы не хватало, и поэтому потери были колоссальные», — писал генсек, вспоминая свои поездки по целине. Однако от идеи освоения целинных земель он не отказался, более того, в 1955 году, на январском Пленуме ЦК, предложил увеличить площадь распахиваемой земли до 28–30 миллионов гектаров. Это была новая «агротехническая мина», заложенная под целину. Когда перед руководителем совхоза вставал вопрос: «Что важнее — будущий урожай или выполнение решения партии и правительства?», — то в подавляющем большинстве случаев он выбирал второе. Главное — отчитаться, а там будь что будет. В результате в спешном порядке распахивались не только пригодные для земледелия пашни, но и пески, солончаки, крутые склоны и неудобья. Да и целинная земля, которой явно недоставало удобрений, быстро «выдохлась», из неё за несколько лет выжали все соки. В результате резко снизилась урожайность, если в 1956 году в среднем в целинных районах собирали около 13 центнеров с гектара, то в 1958-м — всего 7. В период с 1956 по 1958 год в результате ветровой эрозии почвы и пылевых ураганов целина потеряла около 10 миллионов гектаров пашни.
Ещё одной проблемой, к которой власти были совершенно не готовы, оказались серьёзные межнациональные конфликты. Хотя официальная пропаганда утверждала, что «СССР — это союз братских народов» и что «на целине плечом к плечу в едином порыве трудятся представители всех национальностей страны», на самом деле едва ли не во всех районах Казахстана случались столкновения между представителями коренной национальности и «пришлыми». Помимо этого, регулярно происходили забастовки и массовые беспорядки, причиной которых была бытовая неустроенность жизни целинников. Наиболее серьёзными стали события в городе Темиртау в августе 1959 года. Тогда на работу не вышли около 25 тысяч человек, в результате массовых беспорядков погибли люди, были задержаны около 200 человек, 42 получили различные сроки заключения, а двоих приговорили к расстрелу, который, правда, впоследствии заменили 15 годами лагерей. Всё это приводило к массовому оттоку с целины квалифицированных специалистов, заменить которых было некем.