10月8日，武装部队表示不再受政府的约束，副总统巴里恩托斯也公开谴责埃斯登索罗总统宣布的一个伤害矿工和农民的严厉计划。11月4日，玻利维亚军队的一支主力部队发动了为时两天的政变。埃斯登索罗总统被军用飞机送往秘鲁利马，500多名民族主义革命运动的领导人到外国大使馆避难，以巴里恩托斯和奥万多将军为首的部队接管了政府。
新政府立即解除了全国戒严令，宣布释放政治犯，允许工会领导人与其会员自由交往。把侵占和没收的财产物归原主，并保证实现1952年的革命目标。他们继续实行土地改革和矿山国有化及工业化，改善经济生活水平和提高人民社会地位。他们还为小矿主、农牧民提供银行信贷，并保护外国投资，使国家得到了较快的发展。1966年7月3日，巴里恩托斯在大选中以61％的选票当选为玻利维亚总统。
点评：
玻利维亚这次政变，包括前几次及此后还将发生的政变，都是其处于两难境地而祸结难解的必然反映。玻利维亚虽然已独立，但始终摆脱不了美国的控制。受美国控制，上台领导人满腔宏愿难以施展，改革总是半途而废，而不改革本国人民就不满意。亲美领导人上台实行亲美政策，同样引起本国政界和民众的反动。因此说，改革难，不改也难，政府领导人始终处于两难和尴尬境地，到头来只有发动政变，但政变来政变去终也摆脱不了这种处境。所以，主权不能完全独立的国家政权，是非常危险的，国家领导人随时都有被赶下台的可能。