Il est élu démocratiquement Premier ministre en 1967 avant d'être destitué par la junte militaire de 1967-1974. Lorsque, après l'invasion des troupes turques à Chypre, les militaires décident de remettre le pouvoir aux civils lors de la réunion du , la formation d'un gouvernement d'unité nationale avec Kanellópoulos comme Premier ministre et Geórgios Mávros comme vice-premier ministre est dans un premier temps décidée. Cependant, peu après, l'arrivée de Konstantínos Karamanlís depuis Paris scelle la nomination de celui-ci à la tête du gouvernement.