Powołany w skład Biura Politycznego KC WKP(b) (1926–1960), swoim stanowiskiem zapłacił za klęskę inwazji na Finlandię, którą dowodził, zastąpił go Timoszenko. Woroszyłowa zdegradowano do zastępcy przewodniczącego Rady Komisarzy Ludowych ZSRR (1940–1953) oraz przewodniczącego Komitetu Obrony przy Radzie Komisarzy Ludowych ZSRR (1940–1941). Po ataku Niemiec na Związek Radziecki wszedł w skład Państwowego Komitetu Obrony ZSRR (1941–1944), mianowany głównodowodzącym Głównego Dowództwa Wojsk Kierunku Północno-Zachodniego (1941), później dowódcą Frontu Leningradzkiego (1941). Prędko stracił znaczenie w armii, mimo to symbolicznie wyznaczono go na naczelnego dowódcę ruchu partyzanckiego (1942–1943). Po wojnie, mianowany przewodniczącym na Węgrzech (1945–1947). Po śmierci Stalina został przewodniczącym Prezydium Rady Najwyższej ZSRR (1953–1960), czyli formalną głową państwa. W 1957 roku jako część opozycji wewnątrzpartyjnej wystąpił przeciw Chruszczowowi, jednak ta poniosła klęskę, a Woroszyłow stracił pozycję wewnątrz partii, choć zachował stanowisko. Odzyskał ją po przejęciu władzy przez Breżniewa, lecz zmarł niedługo później. Deputowany do Rady Najwyższej ZSRR I, II, III, IV, V, VI i VII kadencji oraz do I, II, III i IV kadencji.