Nagy toimi pääministerinä ensin vuosina [[1953]]–[[1955]] ja onnistui muuttamaan maan poliittisen ilmapiirin vapaammaksi. Monet poliittiset vangit vapautettiin, [[internointileiri]]t lakkautettiin ja [[sensuuri]]a lievennettiin. [[Kollektiivitila|Kollektiivitiloja]] vähennettiin 25,6–15,6 %. Hinnat laskivat ja uudessa viisivuotissuunnitelmassa ei enää annettu sijaa raskaalle teollisuudelle. Vuonna 1955 Nagy sai sydänkohtauksen, joka pakotti hänet pitkälle toipumislomalle.
[[Unkarin kansannousu]] alkoi [[23. lokakuuta]] mielenosoituksena, joka johti tilanteen kärjistymiseen. [[24. lokakuuta]] kello 8.30 radio ilmoitti Nagyn olevan muodostamassa hallitusta. Nagyn allekirjoittama sotatilan julistus vaikeutti hänen asemaansa. Hän menetti luottamusta kansan silmissä. [[29. lokakuuta]] solmittiin aselepo kapinallisten ja hallituksen välillä. Samana päivänä venäläiset hyökkäsivät ja nostivat valtaan [[János Kádár]]in hallituksen. Nagy ilmoitti [[1. marraskuuta]] Unkarin jäsenyyden [[Varsovan liitto|Varsovan liitossa]] päättyneen. [[3. marraskuuta]] kutsuttiin unkarilainen valtuuskunta neuvotteluihin neuvostojoukkojen evakuoimisesta. Unkarilaiset kuitenkin pidätettiin ja Neuvostoliitto murskasi Unkarin kansannousun.
Nagy sai turvapaikan [[Jugoslavia]]n lähetystöstä. Hän lähti sieltä [[22. marraskuuta]], kun Kádár oli kirjallisesti myöntänyt hänelle vapaan poistumisoikeuden. [[KGB]]:n miehet kuitenkin pidättivät hänet ja hänet kuljetettiin [[Romania]]an, josta myöhemmin palautettiin takaisin Unkariin. Kesäkuussa [[1958]] hänet tuomittiin salaisen oikeudenkäynnin jälkeen kuolemaan ja [[teloitus|teloitettiin]] [[hirttäminen|hirttämällä]] yhdessä [[Pál Maléter]]in ja [[Miklós Gimes]]in kanssa.
