担任部长。1957年，他被任命为苏联部长会议副主席。乌斯季诺夫在1961年第二次被授予社会主义劳动英雄的荣誉，赫鲁晓夫嘉奖他的工作——确保了前苏联宇航员尤里·加加林成为地球轨道的第一人。1963年，赫鲁晓夫重视乌斯季诺夫的管理技能，任命他为苏联部长会议第一副主席，掌管国民经济。1964年10月，赫鲁晓夫被赶下台。作为国民经济最高委员会主席德米特里乌斯季诺夫，特地飞至到黑海，将赫鲁晓夫带回到莫斯科。乌斯季诺夫于10月13日（星期二）上午抵达黑海，当时赫鲁晓夫正与法国原子能科学部长加斯顿·帕莱夫斯基交谈