In der ersten Regierung unter Imre Nagy wurde er 1953 Landwirtschaftsminister sowie Erster Stellvertretender Präsident des Ministerrates.
Nach einem innerparteilichen Machtkampf löste Hegedüs, ein Anhänger des Stalinisten Mátyás Rákosi, der seit 1945 die „Sowjetisierung“ Ungarns betrieben hatte und auch nach seinem Rücktritt als Ministerpräsident KP-Parteichef geblieben war, Nagy als Ministerpräsidenten ab; er machte dessen Reformen wieder rückgängig („Restalinisierung“), was in der Folge zum Volksaufstand führte. Hegedüs unterzeichnete für Ungarn den Warschauer Pakt. Am 24. Oktober 1956 wurde er zum Stellvertretenden Premierminister ernannt, am 28. Oktober 1956 forderte er die Hilfe der Sowjetunion zur Niederschlagung des Aufstandes an. Am 29. Oktober setzte er sich in die UdSSR ab.