På mødet i Centralkomitéen den 19. december 1930 blev Aleksej Rykov, Formanden for Folkekommissærernes råd (som tilsvarede en vestlig regeringschef) afløst af Molotov. På denne post kontrollerede Molotov Stalin-regimets kollektivisering af landbruget. Han fulgte Stalins linje ved at anvende en kombination af propaganda og tvang mod storbøndernes forsøg på at sabotere kollektiviseringen, inklusiv deportering af millioner af kulakker (storbønder) til arbejdslejre. Et enormt antal af de deporterede døde som følge af dårligt helbred og alt for meget arbejde. Han underskrev "Loven om småaks" og stod personligt i spidsen for komitéen for kornforsyning i Ukraine, som beslaglagde 4,2 mio. ton korn fra bønderne under en omfangsrig menneskeskabt hungersnød (kendt i Ukraine som Holodomor). Nutidige historikere anslår, at mellem 7 og 11 millioner mennesker døde, enten på grund af sult eller under ophold i arbejdslejre, under indsatsen for at kollektivisere gårdene. Molotov kontrollerede også den første femårsplan, som var rettet mod hurtig industrialisering.