1953年斯大林逝世，布尔加宁在苏共内部夺权斗争中支持赫鲁晓夫。1955年，他接替马林科夫任部长会议主席，同年被授予社会主义劳动英雄称号。布尔加宁长期是赫鲁晓夫的政治盟友，但到1958年，由于怀疑赫鲁晓夫的自由化政策，他被强迫引退。不久他被派遣到斯塔夫罗波尔当地区经济委员会主席，最后在1960年2月正式退休。布尔加宁于1975年2月24日逝世于莫斯科，葬于莫斯科新圣女公墓。