En febrero de 1958 ganó la fórmula Frondizi-Gómez, convirtiéndose en el vicepresidente, pero seis meses después, el 18 de noviembre renunció a su cargo por diferencias con el Presidente Arturo Frondizi que nunca habían sido del todo aclaradas; sus críticos sostienen que conspiraba con los militares en tanto que sus defensores sostienen que discrepó con la política petrolera del gobierno.