当时的莫斯科真可说是一个庞大的建筑工地。一位曾在1934年夏天访问过莫斯科的德国作家写道：
整个莫斯科看起来嘈杂不堪。街道被挖开，满是泥泞的长沟上铺着肮脏的木板，到处都是土堆。整个城市一团混乱，载重卡车正忙着拉运堆积的瓦砾。到处都能看到施工中的地铁车站围着长长的隔栏，各处都有搭着脚手架的未竣工的高楼和住宅楼。单缸挖土机、混凝土搅拌机和翻倒灰浆的机器发出砰砰声和撞击尖叫之声不绝于耳，加上汽锤的轰鸣，一起震颤着城市的每个角落。成千上万的人日以继夜，几乎是狂热地勤奋劳动。拥挤的有轨电车顺着大街隆隆开过。能看到的小汽车没有几辆，而且商标和批号都是相同的。充斥街头的都是单马拉的四轮大车，车箱上坐着面色阴沉的驭手。不过在城区中心也有一些非常新式的无轨电车。
这时的莫斯科正处在向国家最大工业生产中心转变的阵痛之中。赫鲁晓夫和市苏维埃执委会主席尼·亚·布尔加宁二人，他们身负重任，工作非常繁重，因为他们要管理各种各样的建设项目，有工厂、住房、学校、公园、文化馆、电影院、少先队宫，还有专为9-14岁儿童开放的少年之家。莫斯科一伏尔加运河工程也要付出大量的管理工作，虽然在这一工程中使用了不少劳改犯人，动员了大批劳工，但首都还是得提供大量的原材料和机械设备。
然而赫鲁晓夫的注意力主要还是放在了地铁工程上。这在当时是一项相当浩大的工程，尤其是党中央委员会还决定要把它建设成为世界上最好的地铁。最初的实验地段早在1931年就已建成。次年，一个由苏联、德国、法国和英国专家组成的设计组拟定了整个地铁系统的计划。一些苏联工程师到几个西欧国家去实地考察当地的经验。开工后，地铁工程以前所未有的速度向前推进，仅在1934年一年就完成了地铁一线总工程量的85%，而且这还是在边施工边接受检验的情况下进行的。当时动用了7万多人。赫鲁晓夫几乎每天都要身穿工作服到施工坑道进行视察，亲自检查施工进度，就地协助处理有关问题。莫斯科地铁一期工程竣工通车仪式接到了来自全国四面八方的祝贺。由于在此工作上功绩卓著，赫鲁晓夫荣膺了平生第一枚奖章——列宁勋章。
作为莫斯科州委第一书记，赫鲁晓夫所处的位置使他建立了许多有用的关系。他活泼热情，和蔼可亲，精力充沛而且心直口快，在党内高层领导中，他并没有树敌。他一向好学，精明强干又谨言慎行，而且还勇气过人，锲而不舍。如果说他所受到的教育有限，那么斯大林、卡冈诺维奇以及当时其他许多布尔什维克领导人也是如此；在这一方面，布尔什维克党第一代领袖们与他们截然不同，这代人都从事过多年的理论斗争。但赫鲁晓夫天资聪颖，直觉准确，在错综复杂的政治舞台，他并没有迷失方向，走进死胡同。同布尔加宁的友谊在日后使他受益不浅，不过两人的友情到1957年就突然结束了。他还同当地州委的一些党的高级干部，如尼·阿·菲拉托夫、德·亚·卡尔波夫和斯·扎·科里尼以及其他人都过往甚密，关系良好。而且斯大林也将赫鲁晓夫置于自己的卵翼之下。
赫鲁晓夫和布尔加宁经常应邀到斯大林私邸赴家宴。这位党的领袖可真是个造诣精深的演员，尽管他生性粗鲁，但一旦需要博得某个于己有用之人的同情，他又会做出一副亲切和善殷勤周到的样子。日后赫鲁晓夫是这样忆旧的：
当时我在市党委工作……常常能见到斯大林，在他那儿洗耳恭听接受指示……我实在是被他镇住了，斯大林真是和蔼可亲，待人以诚。我和他在一起时所见所闻的一切都使人陶醉不已。他的魅力使我为之彻底倾倒。
这儿还得添上一笔讽刺性的说明。很可能斯大林之所以钟情于赫鲁晓夫，不但是由于这个年轻人精力过人又忠实不渝，而且他的身材也比斯大林矮，因为斯大林本人不喜欢高个子。
即使在政治气氛发生变化时，赫鲁晓夫还坚定地维护斯大林的路线：
有时他独自坐在那里，敌人在他的眼前晃来晃去，几乎要爬到他的腿上了，他却视而不见，而且还洋洋自得地认为，在我那个组织里没有破坏分子，没有异己分子。他这种盲目的自信，只是糊涂观念、缺少政治眼光与麻痹的结果，这只有傻瓜才会相信；这种思想完全缺乏敌情观念。