猪湾入侵后，肯尼迪政府继续寻找推翻卡斯特罗的方法，尝试各种方式暗中协助推翻古巴政府。人们对 1961 年肯尼迪政府制定的恐怖袭击和其他破坏稳定行动寄予厚望，即“猫鼬行动”。赫鲁晓夫于 1962 年 2 月获悉该计划，并准备在古巴安装苏联核导弹作为回应。肯尼迪感到震惊，考虑了各种反应。他最终对古巴安装核导弹进行了海上封锁，并向苏联发出了最后通牒。赫鲁晓夫在对抗中做出了让步，苏联撤走了这些导弹，以换取美国公开承诺不再入侵古巴，并达成一项从土耳其撤走美国导弹的秘密协议。卡斯特罗后来承认，“我会同意使用核武器……我们理所当然地认为无论如何这都会变成一场核战争，而我们将会消失。”古巴导弹危机（1962 年 10 月至 11 月）使世界比以往任何时候都更接近核战争。尽管冷战时期第一个军控协议《南极条约》已于 1961 年生效，但危机的后果导致了核军备竞赛中首次致力于核裁军和改善关系。1964年，赫鲁晓夫的克里姆林宫同僚设法将他赶下台，但允许他平静地退休。约翰·刘易斯·加迪斯被指责粗鲁和无能，他认为赫鲁晓夫还被认为破坏了苏联农业，将世界推向核战争的边缘，当赫鲁晓夫授权修建柏林墙时，他已经成为“国际耻辱”。