Durante el golpe de Estado del 11 de abril de 2002, que derrocó al gobierno durante dos días, y en el que el empresario Pedro Carmona junto a un grupo de militares y civiles establecieron por la fuerza un gobierno "de facto", Cabello pasa a la clandestinidad. El 13 de abril cuando, una vez restituido el orden constitucional regresa junto con el gabinete de Ministros, y al ser el Vicepresidente Ejecutivo en ese momento y de acuerdo a lo establecido en el artículo 234 de la Constitución de 1999, Cabello debe asumir presidencia de Venezuela, debido a que el presidente Hugo Chávez se encontraba recluido en la isla venezolana de La Orchila, por lo que es juramentado de manera provisional ante el presidente de la Asamblea Nacional, Willian Lara, y el fiscal general de la Nación, Isaías Rodríguez.