El acuerdo polaco envalentonó a los húngaros, que decidieron que Moscú podría ser desafiada. Una manifestación masiva en Budapest el 23 de octubre se convirtió en un levantamiento popular. En respuesta a la sublevación, los dirigentes del partido húngaro colocaron al primer ministro reformista Imre Nagy. Las fuerzas soviéticas en la ciudad se enfrentaron con los húngaros e incluso dispararon contra los manifestantes, provocando cientos de muertes tanto de húngaros como de soviéticos. Nagy pidió un alto el fuego y la retirada de las tropas soviéticas, y una mayoría liderada por Jrushchov en el Presidium decidió obedecer, eligiendo darle una oportunidad al nuevo Gobierno húngaro. Jrushchov supuso que si Moscú anunciaba la liberalización de su forma de tratar a sus aliados, Nagy se adheriría a la alianza con la Unión Soviética. Sin embargo, el 30 de octubre Nagy anunció elecciones multipartidistas y la mañana siguiente y que Hungría dejaría el Pacto de Varsovia. El 3 de noviembre, dos miembros del gobierno de Nagy aparecieron en Ucrania como jefes autoproclamados de un gobierno provisional y exigieron la intervención soviética, que era inminente. Al día siguiente, las tropas soviéticas aplastaron la revuelta húngara, con un número de muertos estimado en 4000 húngaros y varios cientos de soldados soviéticos. Nagy fue arrestado y posteriormente ejecutado. A pesar de la indignación internacional por la intervención, Jrushchov defendió sus acciones durante el resto de su vida. El daño a las relaciones exteriores soviéticas fue severo y habría sido mayor si no fuera por el momento fortuito de la crisis de Suez, que distrajo la atención del mundo.