Члены Политбюро еще стояли со скорбными лицами у гроба с телом Сталина, но многие из них уже опасались, что Берия использует свою огромную власть начальника госбезопасности, чтобы занять место вождя. Однако понимая, что все они у Берии «под колпаком», выступить против него они не решались. Все члены Политбюро прекрасно знали, что у Берии на каждого из них заведено компрометирующее досье.

Берия быстро упрочил свою власть над внешними и внутренними службами безопасности. Во главе Иностранного управления он поставил нового начальника, своего верного подручного из МВД, генерал-лейтенанта Василия Степановича Рясного, у которого не было опыта работы в разведке, и по словам перебежчика Петра Дерябина, «он и шагу не смел ступить, не посоветовавшись с Берией». По настоянию Берии, Рясной вызвал большинство зарубежных резидентов в Центр на совещание. Берию и Рясного позже критиковали за то, что они «засветили» резидентов, вызвав их всех одновременно в Москву. Также по приказу Берии была проведена и крупномасштабная реорганизация огромной сети МВД в Восточной Германии. По оценкам Дерябина, который в то время работал в австро-германском отделе Иностранного управления, из Германской Демократической Республики (ГДР) было отозвано примерно 800 сотрудников МВД. 17 июня 1953 года в Восточном Берлине вспыхнуло стихийное восстание, которое явилось первым серьезным вызовом коммунистическому режиму в советском блоке. Для подавления восстания в Германию были введены две советские танковые дивизии. В ходе восстания погиб двадцать один демонстрант. В Московском центре, а возможно, и в Президиуме ЦК, неспособность подавить восстание в зародыше была приписана тому хаосу, который возник в результате затеянной реорганизации МВД в Восточной Германии. По словам Дерябина, в австро-германском отделе считали, что генерал Фадейкин, которого Берия поставил во главе Карлсхорста, явно не на своем месте.

Как только Берии стало известно о берлинском восстании, он вылетел на место для проведения расследования. Но находясь в Берлине, он постоянно следил за своими соперниками в Москве. Когда Берия узнал, что заседание Президиума назначено на необычный час, он тут же позвонил в секретариат Президиума и потребовал объяснений. Хотя ему сказали, что ни один из вопросов повестки дня не требует его личного присутствия, он незамедлительно вылетел в Москву. На Президиуме Берия изложил циничную, но точную оценку ситуации в Германской Демократической Республике. По словам будущего министра иностранных дел Андрея Громыко, который присутствовал на заседании в качестве наблюдателя, Берия говорил «тоном, не терпящим возражений, с ухмылочкой»:

— ГДР? Что такое ГДР? Это даже не настоящее государство — держится только на советских войсках, хоть мы и называем его «Германская Демократическая Республика».

Для остальных членов Президиума это было уже слишком. «Я протестую, — возмутился Молотов, — против такого отношения к дружественной стране». Другие выступавшие горячо поддержали возмущение Молотова. «Нас всех шокировала такая грубая политическая выходка,» — вспоминает Громыко.

До возмездия оставались считанные дни, хотя Берия об этом не подозревал. Заговор с целью свержения Берии возглавил Никита Хрущев. Союзниками Хрущева на раннем этапе были министр обороны Булганин и его заместитель маршал Жуков. Они гарантировали поддержку со стороны вооруженных сил. Но лишь только в мае-июне Хрущеву удалось привлечь на свою сторону Георгия Маленкова, сменившего Сталина на посту премьер-министра. Огромное значение имела и поддержка со стороны одного из заместителей Берии, Сергея Круглова. Специальное заседание Президиума было назначено на 26 июня. Хрущев пришел на заседание с пистолетом в кармане. По его собственному, менее чем скромному рассказу, «Берия уселся, развалился и спросил: „Ну, какая сегодня повестка? Почему так вдруг решили собраться?“ А я под столом Маленкову на ногу наступаю, шепчу: „Открывай заседание, дай мне слово“. Маленков побелел, я вижу, он рта открыть не может. Я тогда вскакиваю и говорю: „На повестке дня один вопрос: антипартийная раскольническая деятельность агента империализма Берии. Есть предложение вывести его из состава Президиума и ЦК, исключить его из партии и предать суду военного трибунала. Кто за?“

Молотов, Булганин и другие по очереди выступили с осуждением Берии. Перед тем как перейти к официальному голосованию по предложению Хрущева, Маленков нажал потайную кнопку под столом. Вошел Жуков во главе группы вооруженных армейских офицеров, арестовал Берию и увел его под конвоем. В портфеле Берии был найден листок бумаги, на котором он написал красным «Тревога» в надежде, что ему удастся вызвать подмогу. Опасаясь, что войска МВД попытаются освободить своего шефа, Жуков ввел в Москву две дивизии — танковую и мотострелковую, которые при необходимости могли подавить выступление частей МВД, вооруженных лишь стрелковым оружием. Лишь несколько дней спустя офицерам МВД официально сообщили, что Берия арестован. Для многих первым признаком падения Берии стало исчезновение его портретов. В начале июля четырнадцатилетний Гордиевский, который в то время был на каникулах на Украине, получил письмо от своего отца — полковника Управления учебных заведений МВД, в котором тот писал: «Вчера произошло событие невероятное. Со стен сняли портреты шефа.» Через несколько дней пришло второе письмо с такой новостью: «Шефа арестовали и держат в тюремной камере.»

Официально об аресте Берии было объявлено 10 июля. Хрущев, возглавивший переворот, стал теперь главным в руководстве, которое все еще официально именовалось коллегиальным. В сентябре он занял пост Первого секретаря ЦК партии. 24 декабря было объявлено, что Берию и шесть его подручных (среди них Меркулов, бывший начальник НКГБ, и Деканозов, бывший начальник ИНУ) Верховный суд признал виновными в заговоре с целью «возрождения капитализма и реставрации власти буржуазии». Самое страшное преступление Берии — ответственность за массовые убийства — не могло быть упомянуто из опасения, что это дискредитирует режим. В сообщении о казни вскользь упоминались преступления, «свидетельствующие о его моральном падении». На закрытом процессе над Берией Верховному суду сообщили, что у одного из охранников Берии был обнаружен клочок бумаги с именами и телефонами четырех из сотен женщин, которых затаскивали к нему домой во Вспольном переулке, где он их насиловал. Среди этих жертв была шестнадцатилетняя девочка.