Som led i planen overtog regeringen kontrollen med landbruget gennem etablering af kollektive landbrug, ("kolkhozes"), der var forpligtet til at sælge størstedelen af produktionen til staten. Ved et dekret fra februar 1930 blev ca. en million bønder ("kulakker") tvunget fra deres jord. Mange bønder protesterede mod den tvungne kollektivisering, og nogle slog endog deres besætninger ned frem for at overdrage dem til kollektiverne. I nogle områder udbrød opstande og et stort antal bønder, der af myndighedere blev anset som kulakker, blev henrettet. Kombinationen af dårligt vejr, produktionsproblemer i de hastigt oprettede kollektive landbrug og omfattende konfiskationer af afgrøder ledte til en voldsom hungersnød, og adskillige millioner bønder døde af sult under den sovjetiske hungersnød, der primært ramte i Ukraine ('Holodomor'), Kasakhstan og dele af det sydvestlige Rusland. Den desperate situation på landet drev millioner af bønder mod de hastigt voksende byer, hvilket gav grundlag for at understøtte den planlagte industrialisering.