Les changements en Pologne encouragèrent les Hongrois qui comprirent que Moscou pouvait être défié. Le 23 octobre, la répression d'une grande manifestation étudiante à Budapest entraîna une insurrection populaire. En réponse au soulèvement, les dirigeants du Parti hongrois installèrent le réformateur Imre Nagy au poste de premier ministre. Des centaines de Hongrois et de Soviétiques furent tués lors d'escarmouches entre les manifestants et les troupes soviétiques. Nagy demanda un cessez-le-feu et le retrait des soldats soviétiques ; Khrouchtchev et sa majorité au Præsidium acceptèrent et choisirent de donner une chance au nouveau gouvernement hongrois. Le 30 octobre, Nagy annonça cependant l'organisation d'élections multipartites et son intention de retirer la Hongrie du Pacte de Varsovie. Le 3 novembre, deux membres du gouvernement Nagy apparurent en Ukraine en tant que dirigeants auto-proclamés d'un gouvernement provisoire et demandèrent une intervention soviétique, qui était déjà en préparation. Le lendemain, les troupes soviétiques écrasèrent le soulèvement au prix de du côté hongrois et de plusieurs centaines du côté soviétique. Nagy fut arrêté et exécuté en 1958. Malgré la condamnation internationale, Khrouchtchev défendit ces actions jusqu'à sa mort. Les dégâts subis par les relations internationales soviétiques furent importants mais ils l'auraient été encore plus si la crise du canal de Suez n'avait pas détournée l'attention du monde.