Kennedy-administrasjonen fortsatte å søke måter å fjerne Castro etter invasjonen av Grisebukten, og eksperimenterte med forskjellige måter å i det skjulte legge til rette for å styrte den cubanske regjeringen.Det ble knyttet betydelige forhåpninger til programmet for terrorangrep og andre destabiliseringsoperasjoner kjent som Operasjon Mongoose, utviklet under Kennedy-administrasjonen i 1961. Khrusjtsjov fikk vite om prosjektet i februar 1962, og forberedelser til å installere sovjetiske atomraketter på Cuba ble iverksatt som svar.Forskrekket vurderte Kennedy ulike reaksjoner.Han reagerte til slutt på installasjonen av atomraketter på Cuba med en marineblokade, og han stilte et ultimatum til Sovjetunionen .Khrusjtsjov trakk seg tilbake fra en konfrontasjon, og Sovjetunionen fjernet missilene i retur mot et offentlig amerikansk løfte om ikke å invadere Cuba igjen, samt en hemmelig avtale for å fjerne amerikanske missiler fra Tyrkia.Castro innrømmet senere at "jeg ville ha gått med på bruken av atomvåpen ... vi tok det for gitt at det uansett ville bli en atomkrig, og at vi kom til å forsvinne."Cubakrisen (oktober–november 1962) brakte verden nærmere atomkrig enn noen gang før.Etterdønningene av krisen førte til den første innsatsen i atomvåpenkappløpet med atomnedrustning og forbedring av forholdet, selv om den kalde krigens første våpenkontrollavtale, Antarktis-traktaten, trådte i kraft i 1961.I 1964 klarte Khrusjtsjovs Kreml-kolleger å kaste ham ut, men tillot ham en fredelig pensjonisttilværelse.Anklaget for uhøflighet og inkompetanse, argumenterer John Lewis Gaddis for at Khrusjtsjov også ble kreditert for å ha ødelagt sovjetisk landbruk, brakt verden til randen av atomkrig og at Khrusjtsjov hadde blitt en "internasjonal forlegenhet" da han autoriserte byggingen av Berlinmuren.