1991年8月のクーデターでは、国家非常事態委員会のメンバーとしてクーデターに関与したドミトリー・ヤゾフ国防相・ソ連邦元帥から出動を命令されるが、空挺軍のパーヴェル・グラチョフ総司令官（後にロシア連邦国防相）と相談の上、上官であるヤゾフ国防相に抗命する。クーデター失敗後、ミハイル・ゴルバチョフ大統領によって国防相に任命され、航空元帥に昇進したが、ソ連共産党を離党した。参謀総長にはウラジーミル・ロボフ上級大将が任命され、シャポシニコフ＝ロボフのコンビは、ソ連軍改革に取り組もうとしたが、その矢先、ソビエト連邦の崩壊に遭遇する。