Em 1964 sucede Nikita Kruchov como secretário-geral do Partido Comunista da União Soviética, posto que ocupa até sua morte. Desenvolve a doutrina que leva seu nome, segundo a qual a União Soviética reserva-se o direito de intervir em outros países para garantir a manutenção do comunismo.
Substitui Nikolai Podgorni, político que presidiu a URSS desde 1965, na direção do Soviete Supremo. Também mantém esse cargo até a morte e é o primeiro a acumulá-lo com a direção do PCURSS. Durante a década de 70, dá continuidade à política de Kruchov, de coexistência pacífica com o Ocidente.
Na primeira visita de um presidente norte-americano à URSS, em 1972, recebe Richard Nixon em Moscou e com ele assina acordos de não-proliferação de armas nucleares e de coexistência pacífica. Apesar disso, desde 1964 mantém um programa de armamentos que, nos 20 anos seguintes, eleva de 4% a 5%, anualmente, os gastos do país com defesa.
Isso obriga a redução dos investimentos na agricultura, nos serviços de saúde e na produção de bens de consumo, causando grande prejuízo na qualidade de vida da população durante a década de 80. Morre em Moscou.