哈努克亲王在日本的支持下宣布柬埔寨独立，山玉成也从日本回国，并担任首相一职。同年10月下台。山玉成拒绝加入金边的民主党政府，去暹粒组建自由高棉游击队抗击西哈努克政权。西哈努克把他当作最大的敌人之一，并改变了策略，与柬埔寨的共产主义者友好。1970年，朗诺将军发动政变，山玉成获邀加入新成立的高棉共和国，并在1972年出任总理。但不久之后便成为了炸弹袭击的目标，这可能是朗诺的弟弟朗农指使人干的。山玉成被解除职务，流亡越南共和国（南越）。西贡沦陷后，山玉成被越南南方共和国逮捕。1977年，在监禁中逝世。