1965 genel seçimlerinde, Yeni Türkiye Partisinin silinmesiyle Demokrat Parti (DP) çizgisinin tek mirasçısı durumuna gelen Adalet Partisi aldığı %52,8 oy ile tek başına iktidar oldu. Demirel de bu seçimlerde Isparta milletvekili olarak ilk kez TBMM'ye girdi. 27 Ekim 1965'te, 27 Mayıs sonrasının ilk koalisyonsuz hükûmeti olan 30. Türkiye Cumhuriyeti Hükûmetini kurdu ve Türkiye'nin 12. başbakanı oldu.