Frei wurde wieder Senator und behielt den Vorsitz der Christdemokraten. Auch nach dem von den Christdemokraten unterstützten Militärputsch von Augusto Pinochet, der im September 1973 Freis Nachfolger Allende gewaltsam stürzte, blieb Frei noch bis 1977 Vorsitzender und rechtfertigte die Militärdiktatur, z. B. im November 1973 in einem Brief an Mariano Rumor, den Vorsitzenden der Christlich-Demokratischen Weltunion, in dem er den Putsch als notwendig und Berichte über die vom Militärregime begangenen Grausamkeiten als „Lügen“ und „gigantische Kampagne“ des „Weltkommunismus“ bezeichnete.