Politieke carrière onder Stalin
In 1925 ging Chroesjtsjov voltijds partijwerk doen als partijsecretaris van Petrovsko-Mariinsk wijk Yuzovka. Hij onderscheidde zich door zijn harde werk en kennis van de mijn- en fabrieksomstandigheden. Hij werd al snel opgemerkt door de naaste medewerker van Joseph Stalin, Lazar M. Kaganovich, secretaris-generaal van het Centraal Comité van de Oekraïense partij, die Chroesjtsjov vroeg om hem als niet-stemgerechtigde afgevaardigde te vergezellen naar het 14e partijcongres in Moskou. Vier jaar lang – in Yuzovka, daarna in Charkov (nu Charkov) en Kiev – was Chroesjtsjov actief als partijorganisator. In 1929 kreeg hij toestemming om naar Moskou te gaan om metallurgie te studeren aan de Stalin Industrial Academy. Daar werd hij benoemd tot secretaris van het partijcomité van de academie. In 1931 keerde hij terug naar het fulltime feestwerk in Moskou. In 1933 was hij de tweede secretaris van het Regionale Comité van Moskou geworden.
In de vroege jaren dertig consolideerde Chroesjtsjov zijn greep op de kaders van de Moskou-partij. Hij hield toezicht op de voltooiing van de metro van Moskou, waarvoor hij in 1935 de Orde van Lenin ontving. Dat jaar werd hij eerste secretaris van de stad Moskou en de regionale partijorganisatie – in feite de gouverneur van Moskou. In het voorgaande jaar, op het 17e partijcongres, was hij verkozen tot volwaardig lid van het 70 man tellende Centraal Comité van de Communistische Partij van de Sovjet-Unie (CPSU).
Chroesjtsjov was een fervent voorstander van Stalin in die jaren en nam deel aan de zuiveringen van de partijleiding. Hij was een van de slechts drie provinciale secretarissen die de massa-executies van de Grote Zuivering van de jaren dertig overleefden. Hij werd lid van de Constitutionele Commissie in 1936, een plaatsvervangend lid van het regerende Politburo van het Centraal Comité in 1937, en in hetzelfde jaar een lid van de Commissie Buitenlandse Zaken van de Opperste Sovjet. Een jaar later werd Chroesjtsjov kandidaat-lid van het Politbureau en naar Kiev gestuurd als eerste secretaris van de Oekraïense partijorganisatie. In 1939 werd hij een volwaardig lid van het Politburo.
In 1940, nadat de Sovjet-troepen Oost-Polen hadden bezet, had Chroesjtsjov de leiding over de “integratie” van dit gebied in de Sovjet-Unie. Zijn voornaamste doel was om zowel de Poolse als de Oekraïense nationalistische bewegingen te liquideren, en de organisatie van de Communistische Partij in Oekraïne te herstellen, die tijdens de Grote Zuivering was vernietigd. Dit werk werd verstoord door de Duitse inval in de Sovjet-Unie in juni 1941. Chroesjtsjovs eerste oorlogstoewijzing was om zoveel mogelijk van de Oekraïense industrie naar het oosten te evacueren. Daarna werd hij aan het Sovjetleger toegevoegd met de rang van luitenant-generaal; zijn voornaamste taak was het verzet van de burgerbevolking te stimuleren en contacten te onderhouden met Stalin en andere leden van Hij was politiek adviseur van maarschalk Andrey I. Yeremenko tijdens de verdediging van Stalingrad (nu Volgograd) en van luitenant-generaal Nikolay F. Vatutin tijdens de enorme tankslag in Koersk.
Na de bevrijding van Oekraïne in 1944 nam Chroesjtsjov opnieuw de controle over Oekraïne over als eerste secretaris van de Oekraïense partijorganisatie. Hij werkte aan het herstel van het burgerlijk bestuur en het terugbrengen van dat verwoeste land naar een bestaansminimum. Een hongersnood in 1946 was een van de ergste in de geschiedenis van Oekraïne; Chroesjtsjov vocht om de graanproductie te herstellen en om voedselvoorraden te verdelen, tegen Stalins aandringen op meer productie uit Oekraïne voor gebruik in andere gebieden. Gedurende deze periode maakte Chroesjtsjov uit de eerste hand kennis met de problemen van de Sovjet landbouwschaarste en planning. In 1949 riep Stalin hem terug naar Moskou, waar hij zijn oude baan als hoofd van de Moscow City Party overnam en tegelijkertijd werd benoemd tot secretaris van het Centraal Comité van de CPSU.
De periode 1949-53 was ver. van aangenaam voor Chroesjtsjov en andere leden van de Sovjetleiding, die pionnen waren in de paleispolitiek van Stalin. Chroesjtsjov ging meer en meer de landbouw in, waar hij zijn plannen voor de agrogorod (landbouwstad) en grotere staatsboerderijen begon ten koste van de conventionele collectieven. Zijn innovaties werden echter verworpen in 1951, toen de verantwoordelijkheid voor de landbouw werd overgedragen aan Georgy M. Malenkov.