最后，主席团通过一项决议，决定解除赫鲁晓夫第一书记职务。他拒绝服从这个决定。他声明，自己是被中央全会而不是被中央主席团选到这个位置上的，现在只有中央全会有权把他调离这一职位。因此他要求召开一次中央全会。中央主席团驳回了这一建议，但是莫洛托夫——卡冈诺维奇集团并没有立即把主席团这项决定付诸实施；他们过于相信中央主席团多数人通过的一项正式决定。早在1953年斯大林尸骨未寒之际，一个由15到20人组成的集团就曾在他的墓旁解决了有关权力分配的各种问题。但这次历史却没有重演。另外，（以朱可夫为代表的）军队和（以谢罗夫为代表的）克格勃仍对赫鲁晓夫矢志不渝，因此以武力逮捕赫鲁晓夫的应急计划也已化为泡形。
赫鲁晓夫的命运在克里姆林宫里正被他人玩于股掌之中岌岌可危的消息传到了某些中央委员那里，其中就有谢罗夫。他们马上通知科兹洛夫，他随即同一批中央委员由列宁格勒赶到了莫斯科。他们要求举行中央全会，但主席团却驳回了这一要求，甚至拒不会见这些提出要求的人。接着，后者又向主席团递交了一份正式的请求信。其中写到：
我们，中央委员会的委员已经获悉中央委员会主席团正在不断开会的消息。我们也知道，你们正在讨论有关中央委员会及其书记处的领导机构问题。这些问题对我们党有着极为重大的影响，若没有中央全会全体委员的参加，是无权决定的。对我们党的领导问题，我们中央委员会委员不能袖手旁观。
中央主席团对这封请求信也是不予理睬，然而聚集在莫斯科的中央委员人数却在不断增加。他们有的是从附近各州驱车赶来的，有的则是从边远的州府和共和国飞到首都的。克里姆林宫卫队是由谢罗夫控制的，以他为首的一个中央委员代表团破门而入直抵一间接待厅，里面正在举行主席团会议；他们再次要求召开中央全会。中央主席团的多数派认为赫鲁晓夫实际上已被解职，因此决定派部长会议主席布尔加宁和最高苏维埃主席团主席伏罗希洛夫出来与代表团会面。赫鲁晓夫则坚持认为他也应当参加谈话，随后米高扬陪着他一起出来了。
起初，双方一会面都举止非常粗暴。伏罗希洛夫对谢罗夫破口大骂，谢罗夫则以骂对骂毫不示弱，接着又揪住伏罗希洛夫的衣领发出威胁道，如果主席团反对举行中央全会的话，那将无需它批准而自行开会。中央委员会大多数成员现在已在莫斯科，因此他们不会允许在没有他们参加的情况下由主席团对党的领导问题独断专行。形势已经明朗，反对赫鲁晓夫的阴谋没有能得逞，阴谋者偷鸡不成反蚀米。主席团被迫同意举行中央全会。当全会在克里姆林宫召开时，中央委员会中绝对多数的成员都无条件支持赫鲁晓夫。
这次会全从6月22日进行到29日。全会听取了赫鲁晓夫题为《关于党内形势》的报告。莫洛托夫也得到一个讲话的机会以详尽阐发他的观点。全会上几乎所有发言者都支持赫鲁晓夫（以前他那些政敌眼下也宁愿转到多数人一边了）。伏罗希洛夫、布尔加宁、别尔乌辛和萨布罗夫登台发言表示悔过，马林科夫在发言中还承认自己在某些问题上犯有错误。当全会对有关决议投票通过时，只有莫洛托夫一票弃权，因此在会上唯有他一人坚持顽固到底。他这个集团里的其他所有人都投票赞成了这个斥责他们自己行为的决议。
7月4日，报刊上发表了全会决议和有关全会工作的简讯。决议提到了“莫洛托夫、卡冈诺维奇和马林科夫反党集团”，但对参加这一集团的伏罗希洛夫、布尔加宁以及其他人则只字不提。伏罗希洛夫和布尔加宁还是中央主席团委员，其他职务也未变动；而莫洛托夫、马林科夫、卡冈诺维奇和谢皮洛夫则被撤销党内任职，别尔乌辛和萨布罗夫也未入选人数已增至15人的新的中央主席团。几乎所有以前的主席团候补委员又替代这些人入选为正式委员，他们是列·伊·勃列日涅夫、格·康·朱可夫、叶·阿·福尔采娃、弗·罗·科兹洛夫、尼·米·什维尔尼克、阿·鲍·阿里斯托夫、尼·耶·别利雅耶夫，还有一位既是苏共又是芬兰共产党的老党员奥·维·库西宁。9名主席团候补委员当中有阿·普·基里连科、阿·尼·柯西金和克·特·马祖罗夫。大约三周之后，在7月29日，莫洛托夫、卡冈诺维奇和马林科夫三人的部长会议第一副主席职务亦被撤消，谢皮洛夫外交部长一职则由安·安·葛罗米柯接任。据赫鲁晓夫讲，这次中央全会的两天之后，卡冈诺维奇曾给他打过电话，下面就是两人的对话：