Koncem 50. let a v 60. letech docházelo k postupné liberalizaci, která vyvrcholila v roce 1968. Počátkem roku 1968 abdikoval prezident ČSSR Novotný a jeho nástupcem se stal armádní generál ve výslužbě Ludvík Svoboda. Novým generálním tajemníkem KSČ byl zvolen Slovák Alexandr Dubček. Liberalizační hnutí známé jako pražské jaro bylo však potlačeno invazí vojsk Sovětského svazu a dalších zemí Varšavské smlouvy 21. srpna 1968. Trvalejším státoprávním důsledkem pražského jara zůstala federalizace, nastolená k 1. lednu 1969, jež unitární stát formálně změnila na federaci dvou suverénních národních států. Po obsazení Československa emigrovalo kolem 100 000 především vzdělaných lidí do demokratických zemí. Tato další ztráta kvalifikovaných odborníků ještě umocnila postupný hospodářský úpadek Československa, kterému byla země vystavena již od připojení k sovětskému bloku. Území Československa bylo fakticky okupováno Sovětskou armádou, která definitivně odešla až roku 1991. Režim takzvané normalizace na dvacet let potlačil občanské svobody, čemuž se snažilo vzdorovat zejména hnutí Charta 77. Prezidentem ČSSR v letech 1975 až 1989 byl Slovák Gustáv Husák.