Вторгнення на Сицилію союзників і зміщення Муссоліні в Римі призвели до втручання нацистської Німеччини і створення нового фашистського держави на півночі країни — Італійської соціальної республіки. Паволіні увійшов до складу адміністрації республіки при Муссоліні, що відразу ж сприяло тому, що він очолив наступницю Національної фашистської партії — Республіканську фашистську партію в якості Генерального секретаря (він виявився єдиною людиною, який займав цей пост). Паволіні взяв участь у розробці основних документів республіки, в тому числі Веронського маніфесту, головував на Веронському конгресі партії. Також в цей період він очолив Чорні бригади (Brigate Nere) — фашистські парамилитаристские групи, створені з сквадристов в Італійській соціальній республіці.