1964年自由民主党総裁選挙
ともかくも三期目をスタートさせた池田であったが、その後体調を崩して入院、その結果喉頭癌が発見される。池田本人にガンであることは告知されなかったが、体調の悪化により東京オリンピック閉会式の翌日10月25日に内閣総辞職を表明した。
先の総裁選での遺恨が残っていた党内では、再度の総裁選は避けたいという機運が高まり、話し合いによる総裁選出となる。三木武夫幹事長と川島正次郎副総裁などによる党内調整の結果、この総裁選で2位を獲得した佐藤栄作が後継者に妥当との判断を示し、11月9日に池田総裁指名により、佐藤を後継首班候補として選出した(池田裁定)。同日、国会での指名を受けて新たに内閣総理大臣となった佐藤が自由民主党総裁として正式に選出されるのはこの後、12月1日のことである。
田中は前の選挙戦では佐藤を裏切った形となったが、池田の近くにいたため、池田が病に倒れた後、池田を見舞い、最も早く池田の病状や胸中を察知でき、池田が「後継を佐藤」と判断しているという認識を佐藤に橋渡しすることで先の総裁選での佐藤への義理を返した。