El 1961, va ser-ne triat secretari general. Cunhal va viure exiliat a París i Moscou, i tornà al seu país després de la Revolució dels clavells de 1974. Després del triomf revolucionari, va dirigir el seu partit, participant en tots els governs provisionals com a ministre sense cartera, fins a la caiguda el 1976 de Vasco Gonçalves. Abans, va aconseguir que es legalitzés el PCP. Va ser elegit diputat en totes les legislatures fins a 1987. El 1992, va ser substituït en la secretaria general per Carlos Carvalhas. El 1982, va esdevenir membre del Consell d'Estat, i abandonà aquest lloc deu anys després, quan va abandonar el lideratge del PCP.