В числе самых активных заговорщиков, поддерживавших противников Хрущева в Президиуме, были Шелепин и его протеже Семичастный, который организовал подслушивание личных телефонных разговоров Хрущева. Сын Хрущева Сергей позднее сетовал: «До сего времени я привык, что КГБ и другие службы находятся в лагере союзников… И вдруг эта организация повернулась другой стороной. Она уже не защищала, а выслеживала, знала каждый шаг.» С помощью КГБ заговорщикам в значительной мере удалось достигнуть эффекта внезапности. Когда осенью 1964 года Хрущев уезжал в отпуск на Черное море, его провожали, улыбающиеся коллеги. 13 октября его неожиданно вызвали в Москву на экстренное заседание Президиума. Вместо обычного эскорта в аэропорту его встречали только Семичастный и начальник управления охраны КГБ. По словам сына Хрущева, Семичастный явно нервничал. Он наклонился к Хрущеву и сообщил вполголоса: «Все собрались в Кремле. Ждут вас.» «Поехали!» — ответил Хрущев.
Семичастный позднее утверждал, что кое-кто из коллег Хрущева предлагал арестовать его, но Президиум отклонил это предложение. Вместо этого было решено при необходимости напомнить ему о той роли, которую он сыграл во время сталинских репрессий на Украине. Другой заговорщик, Юрий Андропов, пояснил одному из членов Центрального Комитета: «Если Хрущев заартачится, мы покажем ему документы, где есть его подписи об арестах в 35—37-х годах.» Однако Хрущев быстро смирился с неизбежным. За то, что он ушел тихо и тем самым помог осуществить самый мирный переворот со времени революции, ему оставили квартиру на Ленинских горах, дачу и 500 рублей пенсии в месяц. «Уход» Хрущева объяснялся в советской прессе «преклонным возрастом и ухудшением состояния здоровья». После этого он официально стал никем. В прессе его больше не упоминали до 1970 года, когда «Правда» поместила короткое сообщение о смерти Н.С. Хрущева, где он был назван просто «пенсионером».
В награду за участие в смещении Хрущева и Шелепин, и Семичастный получили повышение по службе. Шелепин стал членом Президиума, минуя обычную ступеньку кандидата в члены, а Семичастный был кооптирован в члены Центрального Комитета. Но в самом крупном выигрыше оказался преемник Хрущева на посту Первого секретаря Леонид Ильич Брежнев. Несмотря на то, что многие члены Президиума считали его назначение временным, Брежнев продержался у власти дольше всех остальных советских лидеров, за исключением Сталина. При Горбачеве годы правления Брежнева окрестили «эпохой застоя», но в середине шестидесятых консервативное большинство в партийном аппарате видело в них эпоху стабильности, пришедшую на смену непредсказуемым экспериментам и ведомственной чехарде десятилетия Хрущева. С 1956 по 1961 год Хрущев заменил более двух третей секретарей обкомов и половину ЦК. Брежнев же придерживался принципа «кадровой стабильности», который, по сути, обеспечивал спокойную жизнь партийным функционерам. Но к началу семидесятых эпоха стабильности шестидесятых годов превратилась в эпоху геронтократии. С 1966 года, когда было восстановлено старое название Президиума — Политбюро, до смерти Брежнева в 1982 году, средний возраст членов Политбюро вырос с 56 до 68 лет. Даже те, кто уходил с руководящих партийных должностей, могли рассчитывать на не менее престижный пост в номенклатуре. К тому же за ними сохранялись их дачи, машины и другие привилегии.
Хотя реабилитация Сталина после ухода Хрущева носила лишь частичный характер, десталинизация резко закончилась. При активной поддержке Шелепина Семичастный начал наступление на советских диссидентов, которых оба считали частью задуманного Западом плана «идеологической диверсии». Среди советской интеллигенции Семичастный уже приобрел дурную славу после того, как он сказал о Борисе Пастернаке, опубликовавшем в 1958 году своего «Доктора Живаго» на Западе: «Даже свинья никогда не гадит там, где кушает». В сентябре 1965 года по приказу Семичастного были арестованы Андрей Синявский и Юлий Даниэль — два писателя, принявших участие в похоронах Пастернака в 1960 году, которые, как и он, осмелились опубликовать свои «подрывные» произведения на Западе. На показательном процессе в феврале 1966 года, стенограмма которого оказалась слишком скандальной для публикации, Синявский был приговорен к семи, а Даниэль — к пяти годам лагерей за «антисоветскую пропаганду». Говорят, Семичастный даже заявил что собирается арестовать тысячу интеллигентов, чтоб другим неповадно было. Опасения Александра Солженицына, может, слегка и преувеличенные, точно отражают «мрачные веяния» того времени. «Можно почти с полной уверенностью сказать, что планировался резкий поворот назад, к Сталину с „Железным Шуриком“ Шелепиным во главе,» — писал он позже.
Но дни Шелепина и Семичастного были сочтены. Далеко идущие амбиции Шелепина в сочетании с властью секретаря ЦК, ответственного за «органы контроля», плюс еще тот факт, что его протеже Семичастный возглавлял КГБ, внушали опасения не только Брежневу, но и многим членам Политбюро. Как это ни странно, первопричиной падения Семичастного явилась дочь Сталина Светлана Аллилуева, которой в конце 1966-го было разрешено выехать из страны на похороны ее третьего мужа, индийского коммуниста. Светлана Аллилуева уехала и больше не вернулась. После того, как советское руководство возложило на него ответственность за бегство Светланы, Семичастный совершил еще одну ошибку, приказав осуществить нелепый план похищения, который вместо того, чтобы помочь заполучить Светлану обратно в Россию, привел к разоблачению громилы из КГБ — Василия Федоровича Санько, которого послали в Нью-Йорк, чтобы выследить Аллилуеву. За тринадцать лет до этого Санько предпринял неудачную попытку впихнуть в самолет и доставить обратно в СССР Евдокию Петрову после того, как ее муж остался в Австралии. Когда в марте 1967 года впервые прозвучало предложение об отстранении Семичастного от должности, Шелепину удалось отстоять своего друга. Но в мае этот вопрос был вновь вынесен на рассмотрение Политбюро, пока Шелепин лежал в больнице, где ему делали срочную операцию аппендицита. На сей раз Брежнев успешно решил эту проблему, приняв необходимые меры заблаговременно. С. Соколов, которого пригласили на встречу с членами Политбюро, чтобы сообщить о решении «освободить Семичастного от занимаемой должности» (обычная формулировка того времени), позже вспоминал: «Никакого обсуждения не было… Брежнев только сказал другим членам Политбюро: „В обсуждении необходимости нет, нет такой необходимости.“
В соответствии с брежневской политикой утешительных призов, которые раздавались высшим чинам номенклатуры, Семичастного задвинули на должность заместителя Председателя Совета Министров Украины, ответственного за физкультуру и спорт. Вернувшись в июне из больницы, Шелепин узнал, что и его понизили в должности, переведя с влиятельного поста секретаря ЦК, ответственного за органы контроля (в том числе и КГБ), на должность председателя Всесоюзного Центрального Совета Профсоюзов. Заняв свой новый просторный кабинет, Шелепин обнаружил, что у его предшественника Виктора Гришина в соседней комнате был «специально оборудованный массажный кабинет», как его культурно назвал Жорес Медведев. Шелепин был до глубины души возмущен, что, несмотря на свои прелюбодеяния в рабочее время, Гришин был с повышением переведен на должность первого секретаря Московского горкома партии, и начал распространять о нем всякого рода истории. «Брежнев был терпим в таких вопросах, если провинившийся был предан ему лично.»
Больше всех выиграл от устранения от дел Шелепина и снятия Семичастного Юрий Андропов, ставший новым председателем КГБ. Два протеже Брежнева — Семен Константинович Цвигун и Виктор Михайлович Чебриков (будущий председатель КГБ) — были назначены зампредами. Главная цель назначения Андропова заключалась в том, чтобы «приблизить КГБ к ЦК». Со времени возвращения из Будапешта в 1957 году Андропов возглавлял отдел ЦК по связям с коммунистическими и рабочими партиями соцстран. Он стал первым партийным чиновником, возглавившим КГБ, и первым председателем КГБ со времен Берии, входившим с состав Политбюро сначала как кандидат в члены, а с 1973 года как полноправный член Политбюро. Считалось, что назначение Андропова «ознаменовало завершение эволюции, продолжавшейся со смерти Сталина, — сближения партии и КГБ до такой степени, когда они действовали почти как две ветви одной и той же организации.» Но, хотя руководство партии добилось поставленной Брежневым задачи и установило надежное господство над КГБ, ему пришлось во многом принять «его мировоззрение». Андропову было суждено дольше всех своих предшественников проработать в должности председателя КГБ и добиться самых выдающихся политических успехов: в 1982 году он сменил Брежнева на посту Генерального секретаря.