A resistência ao golpe de Estado em curso, decorrente do veto à posse de Goulart, tomou corpo no Rio Grande do Sul, comandada pelo governador Leonel Brizola, correligionário de Goulart no PTB. Lançando a rede da legalidade pelas ondas do rádio, Brizola clamou pelo cumprimento da sucessão presidencial tal como estava consignada na Constituição Federal. Em um crescendo, a resistência ganhou o apoio da União Nacional dos Estudantes, de lideranças sindicais, de lideranças empresariais, de alguns governadores e de militares legalistas.
Mesmo assim, a posse de Goulart somente ocorreu mediante negociação para a implantação do sistema de governo parlamentarista por intermédio da aprovação, às pressas, de uma Emenda Constitucional. No parlamentarismo, os poderes do presidente se restringiriam à condição de chefe de Estado, enquanto o governo seria confiado a um gabinete chefiado pelo primeiro ministro. Era uma medida casuística, pois foi articulada para diminuir os poderes de Goulart, eleito em um regime presidencialista. Para ficar mais evidente o casuísmo, a emenda constitucional previa um plebiscito para que o povo se manifestasse sobre a permanência do parlamentarismo somente em 1965, às vésperas da nova eleição presidencial.
Conciliando, Goulart aceitou os termos e tomou posse em 7 de setembro de 1961, mas trabalhou, nos meses seguintes, para antecipar o plebiscito e retomar os plenos poderes presidenciais. Tendo sucesso nesse movimento, o plebiscito ocorreu em janeiro de 1963. As urnas registraram que 76% dos eleitores votaram a favor da volta ao presidencialismo, enquanto a permanência do parlamentarismo foi apoiada por apenas 16%. Portanto, o presidencialismo foi restabelecido pelas urnas.
Investido dos poderes plenos do cargo de presidente por vontade da ampla maioria dos eleitores, Goulart não conseguiu cumprir, porém, o restante do mandato que lhe era conferido, interrompido por um golpe de Estado civil-militar, desencadeado em 31 de março de 1964. Analisando a relação de Goulart com as forças que comandaram a sua deposição, o historiador Carlos Fico divide o período em duas fases. Na primeira, o objetivo dos adversários era a desestabilização do governo, para que Goulart chegasse fraco à eleição presidencial de 1965. A segunda fase é a da conspiração para a sua derrubada, seguramente iniciada em 1963, à medida que Goulart procurou colocar em prática seu programa de reformas sociais. Conforme sentenciou o historiador Caio Navarro de Toledo, “o governo Goulart nasceu, conviveu e morreu sob o espectro do golpe de Estado”.
Com a queda de Goulart, chegava ao fim o primeiro período democrático da nossa acidentada história republicana, regido pela Constituição de 1946, mediante a progressiva implantação de uma ditadura militar que duraria 21 anos.