До последних дней жизни И.В. Сталина Булганин оставался рядом с ним. По распоряжению Сталина 28 февраля 1953 года Булганин, Маленков, Хрущев, Берия были приглашены к нему на обед. Как всегда, ужинали и решали разные вопросы. «Сидели до четырех утра 1 марта, — пишет Д.А. Волкогонов. — К концу ночной беседы Сталин был раздражителен, не скрывал своего недовольства Молотовым, Маленковым, Берией, досталось и Хрущеву. Только в адрес Булганина он не проронил ни слова… Этот обед был для Сталина последним. А Булганина и на этот раз миновал гнев Хозяина, оказавшийся предсмертным. Булганин был около Светланы Аллилуевой в день смерти Сталина. Когда его увозили, он обнял дочь Сталина, плакал, гладил ее по голове.
Булганин служил преданно. С 1934-го по 1961 год был членом ЦК, с 1946-го по 1948 год — кандидатом в члены Политбюро, с 1948-го по 1958 год — членом Политбюро (Президиума) ЦК КПСС.
И после кончины Сталина Булганин оставался на политическом Олимпе, был членом Политбюро ЦК КПСС, вновь стал министром обороны. Главную роль в этом назначении сыграл Никита Сергеевич Хрущев, который все больше и больше набирал «вес» в Кремле. Он хорошо понимал, что политического верховенства среди бывших соратников Сталина без поддержки армии ему не достигнуть. Как известно, Хрущев хорошо знал Булганина по совместной работе в Москве в 30-е годы, ведь они были дружны. Хрущев доверял маршалу Булганину и не без оснований надеялся на его поддержку.
Готовилась решительная схватка со сталинистами. Благодаря Хрущеву в Москву был возвращен Маршал Советского Союза Г.К. Жуков. Он назначается заместителем министра обороны СССР Булганина. Другим заместителем становится маршал А.М. Василевский. Эти назначения сыграли большую роль в дальнейшем развитии кремлевских событий. В частности, при отстранении от власти и аресте основного сталинского палача Берии. Булганин оказался среди тех, кто готовился низвергнуть его.
Самые достоверные воспоминания о «заговоре» против Маршала Советского Союза Л.П. Берия оставил один из самых активных участников тех событий Маршал Советского Союза К.С. Москаленко. В своих мемуарах он упоминает и имя министра обороны Булганина: «Берия стал опасен, — сказал мне Н.А. Булганин. — Все более очевидным становятся его далеко идущие планы… По существу, мы уже его заложники, не сегодня-завтра он всем нам свернет шею. Медлить больше нельзя. Мы решили действовать, пока не поздно. И вы со своей командой должны нам в этом помочь. В ближайшие часы его надо арестовать прямо на заседании Президиума ЦК».
Расспросив об остальных членах группы, выслушав мои заверения в их надежности, Булганин посетовал на то, что нас все же маловато — ведь всякое может случиться. Спросил: «Кого можно было бы привлечь дополнительно?» Я назвал хорошо известных мне по войне генералов Брежнева, Шатилова, Гетмана, Неделина…»
Из этого эпизода видно, что военный министр Николай Александрович Булганин оказался в «заговоре» против Берии одной из ключевых фигур. В аресте участвовали люди из военного ведомства. Риск был огромный, и это все участники понимали прекрасно. Если бы был допущен «прокол», то Булганину, Хрущеву, Маленкову и непосредственным исполнителям операции точно бы не сносить головы. Но все удалось, и главного инквизитора Советского Союза не стало.
Булганин возглавлял военное министерство на этот раз всего два года. В этот короткий период произошло еще одно событие. В сентябре 1954 года в оренбургских степях прошли печально известные Тоцкие учения. То, что случилось тогда, можно назвать первым Чернобылем. В ходе войсковых учений было применено ядерное оружие, и в зоне его действия оказались 44 тысячи военнослужащих. В последующие годы государство о здоровье этих людей не заботилось.
Все же самой большой высоты Булганин достиг не при Сталине, а при Хрущеве. В феврале 1955 года по предложению Никиты Сергеевича он становится Председателем Совета Министров СССР. Обстоятельства этого назначения таковы. После дела Берия и так называемого «ленинградского дела» сильно пошатнулось политическое положение прежнего Председателя Совмина Г.М. Маленкова. Была доказана его личная причастность к сталинским репрессиям. На пленуме ЦК партии его обвинили «в плохой работе по руководству сельским хозяйством и в недооценке развития тяжелой индустрии». Маленкову пришлось оставить столь высокий пост.
Во главе Советского правительства Н.А. Булганин находился до марта 1958 года, неполных три года. В стране тогда происходили крупные перемены. Советское общество расставалось с культом Сталина. Опережающими темпами развивалась социалистическая экономика, прежде всего тяжелая промышленность, энергетика, химия. Страна, особенно ее восточные районы, превращалась в масштабную строительную площадку. По-иному стали складываться международные отношения. Булганин как глава правительства часто ездил по стране и за границу. Всем казалось, что он еще долго будет «на коне».