دکترعلی امینی که تصور می‌کرد می‌تواند با اتکا به پشتیبانی ایالات متحده آمریکا و برخی کارهای عامه‌پسند مثل دستگیری و زندانی کردن سیاستمداران قدیمی، محبوب بماند و اندکی از جاه‌طلبی‌های شاه را کاهش دهد، ناگزیر شد استعفا دهد. شاه ایران اما این بار دیگر اشتباه قبلی در انتصاب رجال قدیمی به نخست‌وزیری را تکرار نکرد و یکی از افراد مطیع را مامور تشکیل دولت شصت‌وچهارم کرد. امیر اسدالله علم که فرزند یکی از افراد بانفوذ مستقر در استان خراسان بود روز ۲۸ تیرماه ۱۳۴۱ فرمان نخست‌وزیری را از شاه گرفت و روز ۳۰ تیرماه افراد زیر را به عنوان اعضای دولت به شاه معرفی کرد:

۱- امیر اسدالله علم، نخست‌وزیر

۲- عباس آرام، وزیر امور خارجه

۳- تیمسار سپهبد صادق امیرعزیزی، وزیر کشور

۴- عبدالحسین بهنیا، وزیر دارایی

۵- سپهبد علی‌اصغر نقدی، وزیر جنگ

۶- دکترغلامحسین خوش‌بین، وزیر دادگستری

۷- پرویز ناتل خانلری، وزیر فرهنگ

۸- مهندس هوشنگ سمیعی، وزیر پست و تلگراف

۹- مهندس داود رجبی، وزیر راه

۱۰- دکترغلامحسین جهانشاهی، وزیر بازرگانی

۱۱- دکترحسن ارسنجانی، وزیر کشاورزی

۱۲- دکترابراهیم ریاحی، وزیر بهداری

۱۳- عطاءالله خسروانی، وزیر کار

۱۴- دکترطاهر ضیایی، وزیر صنایع و معادن

۱۵- نصرالله انتظام، وزیر مشاور

۱۶- مسعود فروغی، وزیر مشاور

ماجرای مخالفت جامعه مذهبی ایران که در دوره علی امینی شروع شده بود همچنان ادامه داشت و مالکان عمده نیز همچنان با اصلاحات ارضی و تقسیم زمین مخالفت می‌کردند. نخست‌وزیر، علم اما به جای درگیر شدن با مخالفان سیاست انداختن توپ به زمین مجلس را در پیش گرفت و با صدور اعلامیه‌ای در ۱۰ آذر ۱۳۴۱ یادآور شد که تصمیم نهایی درباره مسائل مربوط به حق رای زنان و اصلاحات ارضی موکول به تشکیل مجلس و تصویب نهایی این نهاد خواهد شد. دولت علم سعی کرد ضمن تعامل با دولت شوروی، همکاری‌های منطقه‌ای و سیاست تعمیق روابط دوجانبه با آمریکا را تشدید کند.

انتشار اعلامیه دولت مبنی بر اجرای اصلاحات ارضی در استان فارس با مخالفت علنی مالکان بزرگ مواجه و در این استان حکومت نظامی برقرار شد: در ۶ بهمن ۱۳۴۱ رفراندومی برگزار شد و نتیجه رفراندوم موافقت اکثریت رای‌دهندگان با اصلاحات ارضی بود. تظاهرات بزرگ روز ۲ بهمن ۱۳۴۱ نیز کارساز نبود. در جلسه روز ۱۹ بهمن ۱۳۴۱، هیات دولت به پیشنهاد نخست‌وزیر، ترمیم شد و دولت با چهره‌های جدید کار خود را از اوایل اسفند آغاز کرد.

۱۵ خرداد ۱۳۴۲، اوج درگیری‌ها بود و نظامیان طرفدار شاه، مخالفان خود و همراهان آیت‌الله العظمی سیدروح‌الله موسوی خمینی را زیر آتش گرفت. روز ۲۶ شهریورماه ۱۳۴۲ و ۷ مهرماه همان سال دوره جدید مجلس شورا و مجلس سنا آغاز به کار کردند و دولت دوباره استعفا داد. دولت علم روز ۱۷ اسفند ۱۳۴۲ استعفای خود را به شاه تحویل داد.