Enquanto está na prisão, torna-se o protegido de seu companheiro de cela, o líder comunista Gheorghe Gheorghiu-Dej, que passaria a ser o dirigente da Romênia no início de 1952. Depois que os comunistas sobem ao poder, em 1947, Ceausescu ocupa o cargo de ministro da Agricultura (1948-1950) e de vice-ministro das Forças Armadas (1950-1954).
Enquanto Gheorghiu-Dej está no poder, ocupa diversos cargos importantes na hierarquia do Partido Comunista da Romênia e chega a secretário-geral após a morte do amigo, em março de 1965. Dois anos depois é presidente do Conselho de Estado. Mantém uma política de independência em relação à União Soviética (URSS) e faz da Romênia o único país do Pacto de Varsóvia a manter relações cordiais com a China.
Em 1974 torna-se o primeiro presidente da República, cargo recém-criado. Para pagar a dívida externa do país, ordena em 1982 a exportação de produtos industrializados e agrícolas, o que resulta em escassez de alimentos, combustíveis e medicamentos. Em 1989, quando determina que a polícia invista contra opositores na cidade de Timisoara, é deposto por uma revolta popular. Tenta fugir com Elena, mas os dois são capturados e fuzilados perto de Bucareste.