Mientres la Revolución de 1952 Lechín foi designáu como Ministru de Mines y Petroleu. Simultáneamente promovió la creación de la Central Obrera Boliviana (COB), siendo escoyíu secretariu xeneral. Desempeñó un papel central na revolución, aportunando costantemente na entrega d'armes a les milicies obreres pa garantizar la estabilidá del gobiernu contra la posibilidá d'una restauración de los grupos militar y oligárquicu, y volvióse por demás popular. Foi'l nala más izquierdista del gobiernu revolucionariu lo que lo llevó a confrontar con otros miembros.