在新思维和公开化的主导下，戈尔巴乔夫推行了一系列的自由化改革。1988年6月，召开全苏第十九次党代表会议（与固定召开的“党代表大会”不同，“党代表会议”依据需要召开）。会议决定建立一个新的国家议会，即人民代表大会，原先的最高苏维埃改为常设的立法机构，戈尔巴乔夫想把权力从党转移到政府。

1989年3月，新人民代表大会举行选举，很多党内提名的候选人落选。1990年3月，紧急召开的第三次人民代表大会废除了《苏联宪法》中的第六条，多党制具有了合法性。同时，戈尔巴乔夫设立总统一职，由人民代表大会选举其为总统。1990年7月，叶利钦在人大会上宣布退党，结果引发了退党潮，有数百万人退党。

戈尔巴乔夫放松了管控，民间组织活跃了起来，不光提出批评，还举行罢工游行等。同时，各加盟共和国也要求更多的自主权。1989年12月，立陶宛废除了共产党的一党专政，宣布脱离苏共的领导。1990年1月13日，苏军攻占立陶宛首都维尔纽斯的电视台，造成十多人丧生。1990年2月25日，立陶宛举行选举，萨尤季斯获胜。3月11日，立陶宛议会宣布独立。1991年初，立陶宛、爱沙尼亚、拉脱维亚三国举行公决，赞成脱离苏联。1991年9月6日，苏联国务委员会承认了波罗的海国家的独立。

1989年4月9日，乔治亚的首都第比利斯爆发游行示威，遭到苏军镇压，导致二十多人死亡。随后，在选举中乔治亚的共产党落败，出现了一个非共产党领导的政府。1991年4月1日，乔治亚举行全民公决，赞成脱离苏联。1991年12月1日，乌克兰举行全民公决，赞成独立。

在八月政变后，即1991年8月至12月期间，除了俄罗斯和哈萨克斯坦，其余的加盟共和国都已宣布脱离苏联。戈尔巴乔夫同意以协商方式解决独立问题，不同意各加盟共和国私自宣布独立。但是，戈尔巴乔夫又不同意动用武力，所以也只能任由各加盟共和国独立。

各加盟共和国纷纷要求脱离苏联，而作为苏联的主体俄罗斯也不支持戈尔巴乔夫，被戈尔巴乔夫提拔到俄罗斯的叶利钦对戈尔巴乔夫的改革进度不满，叶利钦主张更激进的改革，为此他被撤销了莫斯科第一书记的职务，还试图自杀。1991年初，叶利钦说服俄罗斯议会设立总统一职。1991年6月12日，叶利钦当选俄罗斯总统，是由俄罗斯公民通过直接选举产生的。这样一来，身为民选总统的叶利钦具有完全合法性，底气比戈尔巴乔夫更足。

1990年12月，戈尔巴乔夫向保守派妥协，清除了很多政府中的自由派，把一些保守派安排在了实权部门，对此，谢瓦尔德纳泽辞去外交部长以示抗议。1991年7月，戈尔巴乔夫准备与部分加盟共和国签署新的联盟条约，新条约保证各共和国拥有独立主权，但遭到保守派反对，保守派认为这会削弱苏联。

8月19日，在条约签署的前一天，保守派发动了政变，把戈尔巴乔夫软禁在度假地，组成了紧急状态委员会，接管了最高权力，并派部队进入莫斯科。叶利钦站在莫斯科议会大厦前的坦克上发表了演讲，呼吁民众与军人反对政变，因此赢得了民心。政变引发了民众抗议，莫斯科民众走上街头支持叶利钦。叶利钦也争取到了一些军方高层的支持，同时被派去抓捕叶利钦的军警也拒绝执行命令，政变三天就结束了。

叶利钦派人把戈尔巴乔夫从度假地接到了莫斯科，恢复职位后的戈尔巴乔夫权力所剩无几，权力基本上都转移到了叶利钦手里。戈尔巴乔夫想通过签订联盟条约，建立一个真正的联邦，以保留名义上的苏联，但是叶利钦和乌克兰、白俄罗斯签署了《别拉维日协议》（12月8日），成立了邦联制的独联体，让戈尔巴乔夫的计划破产了。12月25日，在圣诞节这天，戈尔巴乔夫被迫辞去总统职务，标志着苏联解体。

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