1961年五一六军事政变时，全斗焕积极支持朴正熙，成为朴正熙的亲信，被任命为国家重建最高议会议长室民情秘书官。朴正熙曾劝全斗焕进入政界，但他执意返回军队，升任为中央情报部人事课长，之后在被任命为第一空降兵副团长不久，又调到第30警备营任中校营长，负责青瓦台的戍卫。1964年3月，全斗焕与卢泰愚等陆军官校11期同学成立秘密组织“一心会”，并任会长。“一心会”入会挑选严格，主要吸纳出身中南部地区、讲义气、能抱团的各期军校学员。利用自己接近朴正熙的有利条件，全斗焕积极为会员寻求发展，不惜自己出钱上下打点疏通关系