Jego pozycja w szeregach ruchu szybko wzrosła, a w 1970 roku, po portugalskim zamachu na dotychczasowego lidera Eduardo Mondlane, został wybrany nowym przywódcą FRELIMO.
Rewolucja goździków z 1974 roku umożliwiła nadanie Mozambikowi niepodległości. W 1975 roku proklamowano niepodległą republikę, której Machel został prezydentem. Zainspirowany marksizmem lider przeprowadził nacjonalizację wielu instytucji. Popierał ruch narodowowyzwoleńczy z sąsiedniej Rodezji, wsparciem prezydenta cieszył się Afrykański Narodowy Związek Zimbabwe Roberta Mugabe, a także Afrykański Kongres Narodowy zwalczający apartheid. Lewicowa postawa Machela doprowadziła do odejścia z szeregów jego organizacji bardziej prawicowych członków FRELIMO. Zostali oni wykorzystani przez wywiad Rodezji który wsparł ich tworząc antyrządowy Narodowy Ruch Oporu Mozambiku (RENAMO). Formacja wdała się z rządem Mozambiku w długoletnią wojnę partyzancką. Konflikt z RENAMO zradykalizował rządzących. Mozambik nawiązał bliższe relacje ze Związkiem Radzieckim od którego otrzymał hojną pomoc gospodarczą, w 1977 roku FRELIMO przyjęło marksizm jako doktrynę.