Zgodnie z planem, 18 sierpnia 1953 puczyści przez radio ogłosili Zahediego nowym premierem. Natychmiast po zwycięstwie przewrotu generał wprowadził w Iranie stan wyjątkowy i ustanowił sądy wojskowe dla osądzenia osób zatrzymanych z powodów politycznych. Jesienią 1953 odbył się proces pokazowy premiera Mosaddegha, który został skazany na trzy lata więzienia i areszt domowy. W okresie sprawowania urzędu premiera przez Zahediego miały miejsce również negocjacje między irańskim rządem a Anglo-Iranian Oil Company w sprawie dalszego wydobycia eksploatacji krajowych złóż ropy naftowej, które rząd Mosaddegha znacjonalizował. Rozmowy zakończyły się utworzeniem państwowego irańskiego przedsiębiorstwa National Iranian Oil Company, które powierzyło wydobycie i eksploatację ropy koncernom międzynarodowym (z czego po 40% udziałów otrzymały spółki brytyjska i amerykańska). Podział zysków między każdym z koncernów a Iranem ustalono po połowie.
Po dwudziestu miesiącach kierowania rządem Zahedi został przez szacha oskarżony o zdefraudowanie znacznych funduszy. W ten sposób szach pozbył się polityka, którego uważał za zbyt samodzielnego.