На пленуме ЦК КПСС в январе 1987 года впервые заявил, что советская система нуждается в демократизации и объявил о разработке нового избирательного законодательства.

На юбилейном пленуме ЦК КПСС в октябре 1987 года выступил с докладом, в котором впервые откровенно было сказано о "преступной роли сталинизма". Началась реабилитация многих репрессированных членов коммунистической партии. На этом же пленуме Горбачев впервые столкнулся с открытой критикой ЦК со стороны Борис Ельцина, требовавшего активизации "перестройки". По предложению Генерального секретаря Пленум принял резолюцию о признании выступления Ельцина "политически ошибочным". В июне 1988 года состоялась ХIХ партконференция, созванная для закрепления политического курса Горбачева. Впервые за последние 60 лет на официальном форуме развернулась острая дискуссия по политическим вопросам. Главным итогом конференции было начало политической реформы Советов и подготовка выборов народных депутатов на альтернативной основе, а также резолюция "О гласности", способствовавшая продвижению по пути к свободе слова. На конференции было принято решение о совмещении постов председателей Советов с соответствующими партийными постами. Это решение подверглось наиболее резкому осуждению со стороны радикально- реформаторского крыла партии как недемократическое, противоречащее принципу "разделения" властей на партийную и государственную. Фактически, оно однако лежало в русле нового курса на плавное перемещение власти от партийных к государственным структурам.

В этот период Горбачев неоднократно подчеркивал свою приверженность идеалам социализма, "заветам Ленина". В октябре 1988 года Горбачев осуществил серьезные перестановки в партийном и государственном руководстве. Секретариат ЦК в качестве коллегиального органа фактически прекратил существование. Егор Лигачев был отстранен от руководства идеологией и внешней политикой в Политбюро. Секретарем ЦК по международным делам стал Александр Яковлев. Сам Горбачев был избран вместо Громыко Председателем Президиума Верховного Совета СССР.

С октября 1988 г. — председатель Президиума Верховного Совета СССР. Народный депутат СССР от КПСС с марта 1989 г. по март 1990 г. С мая 1989 г. по март 1990 г. — председатель Верховного Совета СССР. В конце 1989 года во время встречи с новым президентом США Джорджем Бушем на острове Мальта Горбачев впервые заявил, что СССР готов не рассматривать США как своего военного противника.

С декабря 1989 г. по июнь 1990 г. председатель Российского бюро ЦК КПСС.

В феврале 1990 года на Пленуме ЦК КПСС Горбачев заявил о необходимости введения поста Президента СССР одновременно с отменой положения Конституции о руководящей роли КПСС в государстве. В марте 1990 года на III съезде народных депутатов СССР такие решения были приняты. По Конституции СССР глава государства должен был избираться всенародным голосованием. Для Горбачева было сделано исключение — он был избран Президентом прямо на съезде.

На XXVIII съезде КПСС в июле 1990 года Горбачев, преодолев сопротивление консервативного крыла, добился, в основном, поддержки своего курса. Он был переизбран на пост Генерального секретаря решением съезда, это уменьшило его зависимость от Центрального Комитета КПСС. Олицетворявший консервативное крыло Егор Лигачев проиграл выборы на пост заместителя Генерального секретаря.

В конце июля 1990 года Горбачев подписал соглашение с председателем ВС РСФСР

Борисом Ельциным о совместной разработке программы экономического реформирования страны на основе проекта Григория Явлинского "500 дней". Подготовленная программа получила поддержку всех 15 республик, но была решительно отвергнута Советом Министров СССР. В Верховном Совете СССР Горбачев выступал за объединение программ Явлинского-Шаталина и Абалкина-Рыжкова, что, по мнению обеих сторон, было невозможно.

В октябре 1990 года Горбачев как Президент СССР получил дополнительные полномочия для реализации программы "Основные направления стабилизации народного хозяйства и перехода к рыночной экономике", предусматривавшей создание "регулируемых рыночных отношений".

По мнению экспертного центра «Панорама» , сильный удар по авторитету Горбачева нанесла неудавшаяся, но приведшая к жертвам среди населения попытка свержения законных властей в Литве частями Советской Армии в январе 1991 г. Несмотря на требования обеих сторон, Горбачев так и не дал ясной оценки этим событиям.

В январе 1991 г. президентским указом Горбачев создал на базе бывших исследовательских институтов при ЦК КПСС Международный фонд соиально-экономических и политических исследований («Горбочев –фонд») — неправительственную общественно-научную организацию, призванную содействовать международным обменам, проведению коллективных и индивидуальных исследований, организовывать семинары и конференции, обучать начинающих политиков.

Депутат Верховного Совета СССР 8-11-го созывов.

Депутат Верховного Совета РСФСР 10-11-го созывов.

В марте 1991 года, накануне открытия внеочередного III съезда народных депутатов РСФСР, созванного для смещения с должности Председателя ВС Ельцина, Горбачев запретил проведение манифестации сторонников Ельцина и по просьбе его противников "для обеспечения безопасности" ввел в город дополнительные воинские подразделения. Запрещенный митинг все же состоялся.

В апреле 1991 года Горбачев подписал соглашение с Ельциным и лидерами еще 9 республик о совместной разработке проекта нового Союзного договора. Переговоры полномочных делегаций республик (названные Ново-Огаревским процессом, по месту подписания соглашения) стали последней попыткой президента спасти разваливающийся Союз.

В июне 1991 года на Пленуме ЦК КПСС в ответ на критику в свой адрес Горбачев заявил, что подает в отставку с поста Генерального секретаря. Просьба об отставке была снята с рассмотрения подавляющим большинством голосов, как несущая угрозу самому существованию партии. На Пленуме был принят предложенный Горбачевым текст проекта нового Программного заявления партии, носящий еще более реформаторский характер, чем документы XXVIII съезда. В то же время было принято решение о созыве осенью внеочередного съезда партии, из которой к тому времени уже ушли или были исключены почти все реформаторские группировки.

Тем временем, в результате Ново-Огаревского процесса был выработан проект качественно нового Союзного договора, подписание которого было назначено на 20 августа.

19 августа 1991 года ближайшие соратники Президента СССР предприняли попытку государственного переворота. За день до этого они потребовали от Горбачева введения в стране чрезвычайного положения или временной передачи власти вице-президенту Геннадию Янаеву. Отказавшийся выполнить эти требования Горбачев в течение трех суток находился в изоляции на президентской вилле в Форосе (Крым), лишенный всех видов связи и возможностей покинуть территорию виллы.

21 августа 1991 г. — после провала переворота, сорванного, в основном, усилиями российских властей, — Горбачев вернулся в Москву. Дальнейшие его решения, особенно по кадровым вопросам, как правило, согласовывались с президентом России Ельциным. На первой пресс- конференции после возвращения из Фороса Горбачев выразил надежду, что КПСС в обновленном виде продолжит существование.