斯大林在世时，30年代形成的苏联政治经济体制被认为是绝对正确、神圣不可侵犯的模式，战前和战后一度出现的改革要求都被当作资本主义复辟的行动而遭压制。斯大林逝世后，人心思变，革故鼎新，革除时弊的要求蔚成潮流。赫鲁晓夫上台后，顺应时代潮流，对斯大林时代的方针政策和政治经济体制进行了调整和改革。在他执政期间主要进行了以下的探索。
第一，批判个人崇拜，加强社会主义民主和法制建设。
30年代以来，苏联政治生活长期处于不正常的状态，其突出的表现就是个人崇拜盛行。斯大林凌驾于党和政府之上，个人独断专行，谁要是稍有异议便遭到批判、斗争，甚至从肉体上加以消灭，社会主义民主和法制遭到严重破坏，人民群众的社会主义积极性和创造性受到极大压制。唯命是从，因循守旧，固步自封，教条主义，思想僵化，成为社会风气的痼疾和社会发展的障碍。在这种具体历史条件下，只有批判个人崇拜，打破对斯大林的个人迷信，才能解放思想，冲破僵化模式，改革同生产力发展不相适应的生产关系和上层建筑，把社会主义建设事业推向前进。赫鲁晓夫敏锐地抓住这个要害问题，果断地提出了反对个人崇拜的口号。斯大林逝世不久，赫鲁晓夫开始强调恢复列宁主义集体领导原则，主张正确评价个人在历史上的作用，批判个人崇拜的唯心主义理论。1953年7月13日，《真理报》就贝利亚事件发表题为《最严格地遵守集体领导的原则》的社论，强调“一个人的决定，从来是或者几乎从来是片面的决定”。1954年1月21日，在纪念列宁逝世30周年纪念大会上，苏共中央书记波斯别洛夫在报告中首次正式提出反对个人崇拜的问题，强调对过去工作中的缺点必须大胆地公开地进行揭露批判。此后，苏联在思想理论文化等各个领域中，在反对个人崇拜的口号下，对历史和现实生活进行了反思和清算。
1954年5月，作家爱伦堡在《旗帜》杂志上发表了中篇小说《解冻》第一部(1956年发表第二部)，小说塑造了一群备受创伤委屈的群像。自此，以揭露社会阴暗面为特征的所谓“解冻文学”盛极一时，出现了文学上的“春暖解冻”时期。同年12月召开的第二次全苏作家代表大会对斯大林时期的文艺政策进行了尖锐的批评，鼓励作家大胆自由创作。
苏共二十大把反对斯大林个人崇拜推向了公开的新阶段。如前所述，赫鲁晓夫在党中央工作报告中就是针对斯大林的观点来对当代世界的一系列重大理论问题作出了新的论述和修正。在秘密报告中列举大量事实，揭露斯大林滥用职权，镇压无辜的错误和“罪行”。二十大闭幕后，根据苏共中央指示，秘密报告先后在全体党员和人民群众中传达，基本上做到家喻户晓，人人皆知。
二十大后报刊上出现了批判个人崇拜的高潮，在哲学、政治经济学、历史学、文学、艺术、军事学等领域展开了对个人崇拜的批判。
在批判斯大林个人崇拜的过程中曾出现消极的后果，帝国主义趁机兴风作浪，东欧一些社会主义国家发生了动乱，国际共产主义运动产生了动荡。苏联国内也发生了思想上的某些混乱，有人不分青红皂白地全盘否定斯大林，有人在反对个人崇拜的口号下否定社会主义制度，有的怀着成见只寻找阴暗面，而抹煞社会主义的成就。在理论界出现了背离马列主义党性原则的错误倾向。为了稳定局势，赫鲁晓夫暂时改变了对斯大林的评价，并对某些错误倾向提出了批评。他在多次讲话中强调斯大林是一位“伟大的马克思列宁主义者”，甚至说“我感到骄傲的是，我们大家都是斯大林主义者”。1956年底，赫鲁晓夫宣布，曾在知识分子中产生强烈反响的，杜金采夫所著小说《不单单是为了面包》系反苏作品。1957年3月，苏共中央通过的决议严厉批评《历史问题》杂志在反对个人崇拜的幌子下放弃对资产阶级思想的斗争，为历史上的机会主义辩护，只揭露斯大林的错误，而不谴责目前的修正主义倾向。
但是事隔几年后，1961年10月，赫鲁晓夫在苏共二十二大上，再次掀起了批判斯大林的高潮。大会通过决议将斯大林的灵柩从列宁墓中迁出，移葬在克里姆林宫墙下。随后进一步在社会科学的各领域中清除个人崇拜的影响，开展对斯大林的批判。全国到处拆毁斯大林纪念像和纪念碑，斯大林格勒也更名为伏尔加格勒。
与此同时，赫鲁晓夫还对不正常的公安司法体制进行改革。个人崇拜在苏联造成的严重的后果之一就是破坏社会主义法制，大规模迫害忠诚的干部和无辜的公民，保安机关凌驾于政治局之上，由斯大林直接控制。赫鲁晓夫首先整顿了国家保安机关，以贝利亚事件作为苏联政治体制改革的开端。1953年6月，在清除贝利亚的过程中改组了内务部。1954年成立了隶属于部长会议的国家安全委员会(简称克格勃)，加强了各级党和政府对保安机关的监督，只允许克格勃拥有调查和逮捕权，而审讯和判决由法院执行。此后经过一系列改革，加强群众的治安管理和监督。1960年1月14日，苏联政府撤销了内务部，将其职权移交给各加盟共和国内务部。
平反冤假错案的工作在斯大林逝世不久就开始了。1953年4月4日塔斯社宣布“医生间谍案件”是前国家保安机关工作人员捏造的，决定释放15名在押的有关人员，恢复其名誉。还对1949年发生的“列宁格勒案件”进行复查，并宣布此案是野心家捏造出来的，为沃兹涅辛斯基、库兹涅佐夫、罗吉昂诺夫等人恢复名誉。1954年成立的特别委员会，负责调查斯大林滥用职权的问题。到二十大前夕，最高法院军事法庭已给7679人恢复了名誉，其中不少被释放。实际得到平反昭雪的达几万人。二十大后，党中央为30年代受害者图哈切夫斯基、布勃诺夫等恢复了名誉。党中央还成立了李可夫、布哈林等人的专案复查组，经查证明，他们当年是在威胁和严刑拷打下才被迫供出“耸人听闻”的罪行。赫鲁晓夫原准备给他们平反，恢复名誉，但受制于国内外的压力，被迫放弃了这一行动。到1957年止，西伯利亚2／3的劳改营被取消，释放了90％以上的“政治犯”。文艺界以往进行的错误批判也普遍得到纠正。
反对个人崇拜，健全社会主义法制后，苏联党和国家的政治生活呈现了新气象，人民群众的民主自由有了一定扩大，因政治犯罪而受审判的现象大为减少。党内斗争的情况虽然没有完全摆脱斯大林的遗风，如处理贝利亚运用宫廷政变的办法。把马林科夫等打成反党集团，并株连了一大批干部，但与三四十年代的情况已大不相同，没有动辄投入监狱，更没有从肉体上消灭，而是保留了起码的公民权，其中对大部分人还分配一定的工作，这在苏联历史上尚属首次。
赫鲁晓夫反对个人崇拜的斗争在当时的历史条件下起了振聋发聩的作用，它解除了人们思想上的长期禁锢，推动人们摆脱教条主义的束缚，解放思想，为政治经济改革作了重要的思想准备，同时对国际共产主义运动的发展也起了一定的积极作用。但是，赫鲁晓夫对斯大林个人崇拜的批判，在理论和实践上都存在严重的错误，缺乏实事求是的科学方法和态度，没有进行全面、历史的分析，而是片面简单地否定一切，并且过分强调斯大林个人的责任和品德，把一切错误都归罪于斯大林，这样既妨碍人们科学地总结经验教训，也没有从政治体制上找到正确的途径和方法，来根本铲除产生个人崇拜的土壤和条件，因此，赫鲁晓夫在执政后期，自觉不自觉地重犯了个人崇拜的错误。
在政治改革的同时，赫鲁晓夫对苏联经济进行了广泛的改革和调整。
长期以来，苏联只注意重工业的增长，忽视农业的发展，甚至掩饰农业方面的严重问题。苏联曾宣布1952年的谷物产量达到13000万吨。马林科夫在党的十九大上宣布：“农业问题永远彻底解决了”。实际上，这一年只生产了9000多万吨粮食，1953年又降为8250万吨。苏联1953年的人均粮食和肉类的产量只有432公斤和30公斤，比1913年的540公斤和31．4公斤还要低。农业的落后既影响了人民生活的改善，也妨碍了整个国民经济的发展，成为亟待解决的问题。
赫鲁晓夫的经济改革正是从农业开始的。1953年9月，他在党中央全会上作了《关于进一步发展苏联农业的措施》的报告，指出农业的基本问题在于违背物质刺激原则。根据赫鲁晓夫的报告，苏联政府采取了一系列措施来减轻农民的负担，取消不必要的国家干预，刺激农民的生产积极性。首先，提高农产品的收购价格。过去，集体农庄每年要向国家义务交售一定数量的农产品，其价格低于成本。1958年6月，政府取消这种义务交售制，把它改为农产品采购制。从1952年到1964年期间，国家收购各种谷物的平均价格指数提高了7．48倍、收购畜产品的价格指数提高了15．69倍。农民收入大幅度增加。其次，改变计划体制。1955年以前，国家下达的生产计划指标多达280项，详尽规定各种农作物的播种面积、播种时间、技术措施、收割期限、产量等等，限制了广大农庄干部和庄员的主动积极性。1955年起，国家放宽对农牧业的生产管理，只下达国家收购各类农畜产品的数量指标，农庄有权自行安排生产。但是，这项决定没有得到认真贯彻，国家仍不时干预农庄的生产安排。第三，鼓励庄员发展副业经济。国家允许庄员拥有自留地和饲养一定数量的牲畜。1946年后，政府为督促庄员把主要精力用于集体生产，不断增加自留地的农业税额，并规定产量愈高税额愈多。农民不堪重税，纷纷砍掉自家果树，杀掉喂养的牛猪。副业生产日渐缩小。赫鲁晓夫上台后，立即改变收税办法，由按产量改为按自留地面积计算税额。同时，降低自留地的税额，免除私人果树、奶牛的实物税。1954年6月，废除自留地的义务交售制。1958年1月，取消副业的义务交售制。在政府的鼓励下，副业经济迅速发展。苏联2000万农户中原来大约有1／4农户不养奶牛。到1959年，几乎每个农户都养了奶牛。此外，城镇居民还养了350万头奶牛。全国牛奶产量明显增加。几年内，羊的头数增长了一倍，猪和家禽的数量也大大增加。果园又兴旺起来。私人农产品的销售价格从1954年起开始下降，农贸市场日趋繁荣。