Prunskienė werkte een concept uit voor de economische zelfstandigheid van de Litouwse Socialistische Sovjetrepubliek. In 1989 werd ze vicepremier van Litouwen en in datzelfde jaar werd ze verkozen tot lid van het nieuwe, uit 2250 leden bestaande Sovjetparlement, het Congres van Volksafgevaardigden. Op 24 februari 1990 werd Prunskienė ook in het eerste democratisch gekozen parlement van Litouwen verkozen, de Opperste Raad van de Republiek Litouwen; in dit parlement beschikte Sąjūdis over een absolute meerderheid (91 van de 135 zetels). Op 10 maart 1990 trad ze uit de CPSU en op op 11 maart 1990 was ze medeondertekenaar van de Litouwse onafhankelijkheidsverklaring, waarmee feitelijk de desintegratie van de Sovjet-Unie werd ingeluid. Op dezelfde dag werd Vytautas Landsbergis tot voorzitter van deze Opperste Raad gekozen en daarmee feitelijk tot president. Prunskienė werd waarnemend premier. Zes dagen later, op 17 maart, werd ze definitief premier van Litouwen.