Por otra parte la Unión Cívica Radical se dividió en dos, según la postura que cada sector asumía frente al peronismo, rechazando (radicales intransigentes) o aceptando (radicales del pueblo) su proscripción. En 1962, el presidente Arturo Frondizi, un radical intransigente, legalizó parcialmente al peronismo, que triunfó ampliamente en las elecciones para elegir gobernadores provinciales del 18 de marzo de 1962. Once días después Frondizi fue derrocado, detenido y apresado en la isla Martín García, durante la madrugada José María Guido fue nombrado presidente provisional, quien anuló las elecciones, volvió a proscribir al peronismo, disolvió el Congreso y convocó a nuevas elecciones limitadas y controladas por los militares. Illia había resultado electo gobernador de Córdoba en esas elecciones practicadas durante el gobierno de Frondizi, pero no llegó a asumir debido al golpe.
En ese momento, con el peronismo proscripto y Frondizi detenido ilegalmente, se realizaron las elecciones del 7 de julio de 1963 en las que Illia resultó el candidato más votado, con un 25% del total.
El sistema electoral vigente establecía la elección indirecta en un Colegio Electoral por mayoría absoluta de 476 electores, de los cuales la UCRP solo había logrado 168. Luego de un acuerdo con la Federación de Partidos de Centro, el Partido Socialista Democrático, el Partido Demócrata Cristiano, la Confederación de Partidos Provinciales y tres electores de la UCRI, que en conjunto sumaban 102 electores. En la sesión del Colegio Electoral del 31 de julio, la fórmula Illia-Perette resultó elegida con 270 votos, 31 votos más que el mínimo constitucional necesario.
El gobierno de Illia fue cuestionado a partir de la asunción, desde distintos frentes y por razones diversas. El peronismo veía llegar a la presidencia a toda una línea partidaria que había victoreado el golpe de1955 y que había sido cómplice de la dictadura de 1955-1959, aportando funcionarios civiles. Negada su participación a través de los procesos electorales, lucha política y sindical se fusionarían, para impugnarlas medidas de gobierno y organizar el retorno de Perón.
Arturo Illia asumió el 12 de octubre de 1963. Su primer acto de gobierno consistió en eliminar parte de las restricciones que pesaban sobre el peronismo. Cinco días después de que Illia asumiera el gobierno, los simpatizantes del peronismo realizaron un acto conmemorativo por el 17 de octubre en Plaza Miserere.
Se levantaron algunas restricciones electorales, habilitando la participación del Partido Justicialista en los comicios legislativos del año 1965, aunque la prohibición al general Perón siguió en pie. También se levantó la prohibición que pesaba sobre el Partido Comunista El 17 de octubre de 1964 se reunieron una multitud de peronistas en Plaza Once; durante la desconcentración se produjo una violenta represión policial ordenada por Illia. El 17 de octubre de 1965, el gobierno radical prohibió el acto programado en Parque de los Patricios con la presencia de María Estela Martínez de Perón; el acto terminó con represión policial y 659 obreros detenidos. También en dicho año se reprimió con dureza un acto en homenaje a los caídos de 1956 en Parque Las Heras de la ciudad de Buenos Aires, por el Plan de Lucha de la CGT el sindicato fue perseguido.
Arturo Umberto Illia llegó a la presidencia de la Nación en elecciones controladas por las Fuerzas Armadas en las que se proscribió al peronismo y mientras estaba detenido el anterior presidente constitucional Arturo Frondizi. Durante su gobierno intentó anular los contratos petroleros firmados por el expresidente Frondizi con compañías extranjeras, pero terminó por anular unos pocos acuerdos, renegociar algunos y la mayoría de las empresas siguieron produciendo, se fomentó la industria nacional, se destinó el 23 % del presupuesto nacional a la educación (según algunos la mayor cifra en la historia del país, aunque otros indican que el mayor aumento presupuestario anual se realizó en 1973 y el mayor porcentaje sobre el PBI se alcanzó luego de 2007), aumentó el PBI, bajó la desocupación, disminuyó la deuda externa, se llevó adelante un plan de alfabetización y se sancionaron las leyes de Salario Mínimo, Vital y Móvil y la llamada Ley Oñativia (también llamada de Medicamentos).
Caricatura de Rafael A. Del Zoppo realizada en 1963 sobre la Asunción del Presidente Arturo Illia