En 1934, en el XVII Congreso del Partido Comunista de la Unión Soviética se eligió a Bulganin candidato a miembro del Comité Central. Estalinista leal, fue promovido rápidamente cuando otros líderes cayeron víctimas de la Gran Purga de Iósif Stalin de 1937-38. En julio de 1937, fue designado primer ministro de la RSFS de Rusia. Se le hizo miembro de pleno derecho del Comité Central más tarde ese año, y en septiembre de 1938 se convirtió en Presidente del Consejo de Ministros de la Unión Soviética.