민주 정치의 실현을 위해 노력하던 장면 내각은 1961년 5월 16일, 박정희를 중심으로 한 일부 군인들이 군사 정변을 일으켜 정권을 장악함으로써 집권 9개월 만에 무너지고 말았다. 군사 정변의 주체 세력은 헌법의 효력을 중단시키고, 국가 재건 최고 회의를 구성하여 2년 6개월 동안 군정을 실시하였다.

군사 정부는 국민의 자유와 권리의 보호에 앞서 반공을 국시로 내걸고 경제 재건과 정치 안정 및 사회 기풍의 쇄신을 강조하였다. 그리고 대통령 중심제와 단원제 국회를 주요 내용으로 하는 헌법 개정안을 마련하여, 이를 국민 투표를 통해 확정하였다. 새 헌법에 따라 실시된 대통령 선거에서, 정변을 일으켜 군사 정부를 이끌었던 박정희 후보가 대통령으로 당선되었다.

박정희 정부는 조국의 근대화를 내세우고, 공업화를 우선 과제로 삼는 성장 위주의 경제 정책을 적극적으로 추진해 나갔다. 또, 박정희 정부는 민주 우방과의 유대를 강화하는 한편, 중립국과 외교 관계를 수립하기 위해 노력하는 등 적극적인 외교 활동을 전개하였다. 그리하여 오랫동안 숙제로 남아 있던 일본과의 관계를 개선하여 한⋅일 협정을 체결하였으며, 베트남에 국군을 파병하였다.

박정희 정부는 근대화 정책을 강력히 추진하여 경제 성장과 국력 배양에 기여하였으나, 민주주의를 실현하려는 의지는 약하였다. 장기집권을 위해 3선 개헌을 강행하였으며, 정치적 반대자에 대한 탄압으로 국내외에서 독재 정치라는 비판을 받기도 하였다.