Śmierć Gottwalda oraz proces odchodzenia od stalinizmu w Czechosłowacji nie był tak dynamiczny, jak w innych krajach bloku wschodniego. Realne zmiany zaszły dopiero podczas tzw. drugiej destalinizacji w 1962 r., głosy krytyczne w stosunku do polityki następcy Gottwalda (Antonína Novotnego), pojawiały się również wewnątrz partii.

W styczniu 1968 r. I sekretarzem partii komunistycznej został Alexander Dubček, który chciał wprowadzić w Czechosłowacji „socjalizm z ludzką twarzą”. Rozpoczął się okres zwany Praską Wiosną. Wprowadzano liberalne zmiany: zniesiono cenzurę, usuwano osoby odpowiedzialne za łamanie prawa, krytykowano poprzedników za błędy, rehabilitowano ofiary stalinizmu. Przygotowano reformę gospodarki, która miała wprowadzić pewne elementy wolnego rynku (liberalizacja cen, nastawienie gospodarki na dobra konsumpcyjne, większa samodzielność przedsiębiorstw). Planowano także przeprowadzić federalizację Czech i Słowacji.

27 czerwca w czasopismach opublikowano deklarację „Dwa tysiące słów”, która wspierała nurt reformatorski w KPCz i wskazywała na konieczność zmian w państwie, nie tylko w samej partii. Podpisało się pod nią 40 000 osób. Twardogłowi działacze uznali ją za rewizjonistyczną i groźną dla systemu. Zaniepokoiła także rządy innych państw komunistycznych. Tym bardziej, że hasła praskiej wiosny stawały się coraz bardziej popularne w innych krajach bloku wschodniego.

Przywódcy pozostałych państw komunistycznych próbowali odwieść Dubčeka od wprowadzania zmian. Oskarżano go o wspieranie kontrrewolucji. Przygotowywano się także do możliwości użycia siły i zdławienia przemian.

W nocy z 20 na 21 sierpnia 1968 r. rozpoczęła się operacja „Dunaj”: inwazja wojsk Układu Warszawskiego na Czechosłowację. Zdając sobie sprawę z braku możliwości obrony, władze w Pradze prosiły obywateli o spokój. Wobec braku zorganizowanego zbrojnego oporu, obywatele działali spontanicznie, stosując głównie opór bierny (m.in. odmawiano podawania informacji, zmieniano lub usuwano kierunkowskazy i tabliczki z nazwami ulic). Mimo to zginęło ponad 100 osób, ponad 300 zostało poważnie rannych, 500 odniosło lekkie obrażenia. Wydarzenia te odbiły się dużym echem w innych państwach. W Warszawie, 8 września 1968 r., podczas dożynek, na oczach 100 tysięcy ludzi, w tym szefów partii i dyplomatów, samospalenia w proteście przeciwko inwazji na Czechosłowację dokonał Ryszard Siwiec.

Co istotne, interwencję potępiło najwyższe organy państwowe i partyjne w Czechosłowacji, a Sowietom nie udało się zainstalować nowego rządu, w pełni lojalnego wobec Kremla. Dubčeka i innych ważnych polityków aresztowano i wywieziono do ZSRS. Aresztowani politycy i później przybyła delegacja z Czechosłowacji rozpoczęły w Moskwie negocjacje.
W ich efekcie rząd Czechosłowacki rozpoczął wycofywanie się z reform Praskiej Wiosny. Zgodzono się również na stacjonowanie wojsk Armii Sowieckiej. Normalizacja sytuacji wewnętrznej nie postępowała jednak w oczekiwanym tempie.

Protesty trwały aż do połowy 1969 r. 16 stycznia 1969 r. w akcie protestu samospalenia dokonał dwudziestoletni student, Jan Palach. Jego śmierć wywołała wielkie demonstracje w kraju. Po nim podobnego czynu dokonali Jan Zaji i Evžen Plocek.

W kwietniu 1969 r. Dubčeka na stanowisku I sekretarza zastąpił Gustáv Husák, a kilka miesięcy później, brutalnie stłumiono demonstracje uliczne podczas brutalnych starć ulicznych, pięć osób zginęło, dziesiątki zostały rannych. Skazano ponad 1500 demonstrantów.

Ponad 100 000 osób opuściło kraj. Społeczeństwo czechosłowackie odwróciło się od działania społecznego. Znacznie jednak  wzrosła niechęć do komunistów i do Rosji, która da o sobie znać 20 lat później podczas tzw. Aksamitnej Rewolucji.

Aby uzasadnić inwazję, już po wydarzeniach Praskiej Wiosny sowieccy komuniści przyjęli tzw. Doktrynę Breżniewa („ograniczonej suwerenności”): „Wspólnota socjalistyczna jako całość ma prawo do interwencji na terytorium każdego państwa członkowskiego bloku socjalistycznego w sytuacji, gdy wewnętrzne lub zewnętrzne siły, wrogie wobec socjalizmu, usiłują zakłócić rozwój tego kraju i przywrócić ustrój kapitalistyczny”. Oczywiście, doktryna miała pilnować interesu najważniejszego gracza - ZSRS.