Debilitado por divisiones políticas internas, el MNR iba perdiendo fuerzas y finalmente fue derrocado por una junta militar encabezada por René Barrientos, en noviembre de 1964. Ernesto "Che" Guevara inició un movimiento guerrillero, buscando establecer un "foco" a partir del cual le permitiera expandirse por el continente. Capturado por fuerzas especiales adiestradas por Estados Unidos, fue asesinado el 8 de octubre de 1967.
Diferencias en el ejército y la presión popular determinaron que en 1969 asuma el gobierno un sector antiimperialista, encabezado por el general Juan José Torres. En su corta gestión se produjo un ascenso considerable de las organizaciones populares. Se formó la Asamblea Popular con base en la COB y partidos de izquierda. En agosto de 1971 fue derrocado por el coronel Hugo Bánzer Suárez, quien inició un gobierno con el apoyo del MNR. Este gobierno cívico - militar se mantuvo hasta julio de 1978 realizando una gestión autoritaria desarrollista en favor de la agroindustria y obras de infraestructura, amparado en los altos precios del petróleo y los minerales.
Entre 1978 y 1980 los golpes militares y sucesivas elecciones presidenciales se repitieron en forma alternada. Ocuparon efímeramente la presidencia Juan Pereda Asbún, David Padilla Arancibia, Alberto Natusch Busch por medio de golpes de estado; y el Dr. Walter Guevara Arce y la Sra. Lydia Gueiler en gestión constitucional. En las elecciones de junio de 1980 triunfó la Unión Democrática y Popular (UDP), coalición de centroizquierda, cuyo candidato, Hernán Siles Zuazo, fue impedido de asumir por un nuevo golpe de estado perpetrado por el general Luis García Meza. Miles de ciudadanos fueron asesinados y torturados, según Amnistía Internacional. Entre ellas fueron asesinados en la sede de la COB, los dirigentes populares Marcelo Quiroga Santa Cruz y Carlos Flores Bedregal así como el dirigente minero, Gualberto Vega.
En 1982, disensiones internas, el desprestigio internacional del régimen por sus vínculos con el tráfico de drogas y la tenaz resistencia popular encabezada por la COB, determinaron la caída del régimen militar. En setiembre los mandos militares convocaron el congreso elegido en 1980. Y el 10 de octubre Hernán Siles Zuazo asumió la presidencia luego de 18 años de regímenes militares, iniciando un período legal - constitucional, que sigue vigente.
Siles Zuazo inició una gestión populista y nacionalista, cediendo a los sindicatos la administración de las minas estatales. Anunció, además, el no pago de la deuda externa. El movimiento obrero, popular y campesino presionó con sus movilizaciones y diversas leyes permitieron su intervención en la gestión económica de las empresas, en comités populares de abastecimientos alimentarios, de salud y de educación. La Corporación Agropecuaria Campesina (CORACA) asumió parcialmente el control de los mercados y se instalaron estaciones colectivas de maquinaria y equipos de labranza. Como respuesta la banca acreedora y las instituciones internacionales como el FMI y el BM bloquearon los créditos y el comercio internacional, desatándose una crisis financiera e hiperinflacionaria incontrolable. El salario medio bajó a 13 dólares mensuales.
Bajo fuerte presión de todos los sectores sociales, el gobierno acortó su propio mandato. En julio de 1985, se realizaron elecciones generales y al no obtener ningún candidato más de 50% de los votos el Congreso eligió Presidente a Víctor Paz Estenssoro del MNR, a pesar de que el general Hugo Bánzer, con la ADN, había ganado las elecciones por escaso margen. El gobierno de Paz Estenssoro implantó un programa de ajuste neoliberal, suprimió subsidios, cerró empresas estatales y eliminó el control de precios y de la cotización del dólar. El cierre y arriendo de las minas dejó sin empleo a miles de obreros, mientras se paralizó la inversión productiva. A través de despidos masivos y una drástica reducción de los salarios se logró contener una inflación de cuatro dígitos.