В 1953 году, по своеобразной инерции падения, под властью Маленкова и Хрущева Косыгин лишается и кандидатства, на четыре года выбывая из партийной элиты. Косыгину определенно не доверяет и новый партийный руководитель – Н.С. Хрущев. После таких ударов немногие успешно продолжали политическую карьеру, но в Косыгине нуждалось наше государство, нуждались и власти.
После смерти Сталина в марте 1953 года Косыгин на несколько месяцев лишился поста заместителя Председателя Совета министров СССР. Его назначают министром легкой и пищевой промышленности. Но уже в декабре он вернулся в свой кабинет, став заместителем Г.М. Маленкова, а затем нового премьера – Булганина. В 1956 году Косыгина переводят на работу в Госплан, первым заместителем Председателя, а с 1957 года он снова становится заместителем главы правительства. В 1958 году правительство возглавляет успевший убедиться в профессионализме Косыгина Хрущев – первый секретарь ЦК КПСС и безусловный глава Советского государства с 1953 года. После разгрома «антипартийной группировки» Молотова сотоварищи (Косыгин тогда, как и большинство членов ЦК, поддержал Хрущева) Хрущев подумывал даже о назначении Косыгина новым предсовмина – вместо Булганина. Но все-таки решил самолично возглавить правительство.
Статус правительства, а вместе с ним и Косыгина, поднимается. В 1960 году Косыгина – к тому времени уже Председателя Госплана СССР – делают первым заместителем Хрущева. Если Хрущев был харизматическим лидером правительства, то Косыгин с этого времени является его техническим руководителем. Он держит в руках все нити многообразного советского хозяйства и со скромностью, но и не без чувства собственного достоинства, называет себя «главным инженером Советского Союза», то есть – главным инженером одной из двух мировых сверхдержав. Именно Косыгин, как правило, председательствует на заседаниях Президиума Совета министров. Высочайший статус Косыгина в тогдашнем советском руководстве подкреплялся и его возвращением в Политбюро (Президиум) ЦК КПСС. Теперь Косыгин стал полноправным членом партийного ареопага, занимавшегося, конечно, и общегосударственными вопросами. В те годы журналисты не составляли рейтингов влиятельности политиков, но Косыгин, безусловно, уже входил в руководящую пятерку, а по вопросам экономики и вовсе был первым среди равных. Осенью 1964 года ЦК КПСС принял отставку Н.С. Хрущева с его постов. Отметим легитимную форму этого процесса, стремление к коллективному руководству страной. Л.И. Брежнев стал вождем партии, Н.В. Подгорный – Председателем Президиума Верховного Совета, а Алексей Николаевич – главой правительства, Председателем Совета министров.
Косыгин не участвовал в «заговоре против Хрущева», в длительной подготовке революционного пленума. Когда в августе Шелепин и Семичастный рассказали ему об антихрущевских планах, Алексей Николаевич сперва осведомился о настроениях в КГБ. Узнав, что площадь Дзержинского выступает против Хрущева, полностью поддержал идею отставки Хрущева и согласился возглавить правительство.