Devido à brutalidade de sua ditadura, a facção mais tradicionalista de seu partido, os militares e principalmente a Igreja Católica, começaram a demonstrar seu desconforto em relação ao regime. Na manhã de 3 de fevereiro de 1989, seu sogro e até então o general Andrés Rodríguez Pedotti, com o apoio dos Estados Unidos, liderou um golpe de estado, resultando na queda e fim de seu governo. Stroessner foi preso por alguns dias até ser exilado em Brasília, junto com sua filha Graciela, seu filho Gustavo e a esposa da última María Eugenia Heikel.