국가재건최고회의
1961년 제2군사령부 참모장으로 5·16 군사 정변에 참여하였고, 군정 시기 국가재건최고회의 재정경제위원장과 부의장, 제3공화국 감사원장 등 요직을 거쳤다. 5ㆍ16에 가담한 함경도 출신 인사들은 반혁명 사건을 통해 대부분 숙청되었으나 이주일은 박정희와의 오랜 친분관계 덕에 숙청되지 않고 살아남았다.