Nach dem plötzlichen Tod Bolesław Bieruts in Moskau wählte ihn das Politbüro im März 1956 als Kompromisskandidaten zum neuen Parteichef. In dieser Funktion verhinderte er den Einmarsch der Roten Armee ins Land nach ungarischem Vorbild (→ "Ungarischer Volksaufstand"). Nach dem Posener Aufstand übergab er im Oktober 1956 den Parteivorsitz an Władysław Gomułka, für dessen Rehabilitierung er sich zuvor starkmachte. In der Folgezeit wurde Ochab Landwirtschaftsminister (1957–1959), Stellvertretender Staatsratsvorsitzender (1961–1964) und Staatsratsvorsitzender (1964–1968). Infolge der antisemitischen Politik des Jahres 1968 nach den Studentenunruhen im März des Jahres zog sich Ochab aus der Führung zurück, weil er diese Politik nicht mit dem kommunistischen Internationalismus vereinbaren konnte.