L’economia pianificata cecoslovacca negli anni ’60 era in grave declino e l’imposizione del controllo centrale da parte di Praga deludeva i comunisti delle comunità locali, mentre il programma di destalinizzazione causava ulteriore inquietudine. Nell’ottobre 1967, un certo numero di riformatori, in particolare Ota Šik e Alexander Dubček, decisero di agire: sfidarono il primo segretario Antonín Novotný in una riunione del Comitato centrale. Novotný si trovò di fronte un ammutinamento nel Comitato Centrale, così invitò segretamente Leonid Brezhnev, il leader sovietico, a fare una rapida visita a Praga nel dicembre 1967 per sostenere la propria posizione. Quando Breznev arrivò a Praga e incontrò i membri del Comitato centrale, fu sbalordito nell’apprendere della portata dell’opposizione a Novotný, portando Breznev a optare per la non interferenza e aprendo la strada al Comitato centrale per costringere Novotný dimissioni. Dubček, con il suo background e la sua formazione in Russia, era visto dall’URSS come un uomo affidabile e sicuro. “Il nostro Sasha”, come lo chiamava Breznev, divenne il nuovo Primo Segretario del Partito Comunista Cecoslovacco il 5 gennaio 1968.
Il periodo successivo alla caduta di Novotný divenne noto come la Primavera di Praga. Durante questo periodo, Dubček e altri riformatori cercarono di liberalizzare il governo comunista, col programma di creare “un socialismo dal volto umano“. Sebbene questo tentativo avesse allentato l’influenza del partito sul paese, Dubček era rimasto un comunista devoto e intendeva preservare il ruolo del partito. Tuttavia, durante la Primavera di Praga, lui e altri comunisti riformisti cercarono di ottenere il sostegno popolare al governo comunista eliminandone le caratteristiche peggiori e più repressive, consentendo una maggiore libertà di espressione e tollerando organizzazioni politiche e sociali non sotto il controllo del Partito. “Dubček! Svoboda!” (Svoboda era il Presidente della Cecoslovacchia) divenne il ritornello comune delle manifestazioni studentesche durante questo periodo, mentre un sondaggio dava a Dubček il 78% del sostegno popolare. Eppure, Dubček si trovava in una posizione sempre più insostenibile. Il programma di riforma aveva preso slancio, portando a pressioni per un’ulteriore liberalizzazione e democratizzazione. Allo stesso tempo, i comunisti intransigenti in Cecoslovacchia e i leader degli altri paesi del Patto di Varsavia fecero pressioni su Dubček per tenere a freno la Primavera di Praga. Sebbene Dubček volesse supervisionare il movimento di riforma, rifiutò di ricorrere a misure draconiane per farlo, pur sottolineando il ruolo guida del Partito e la centralità del Patto di Varsavia.
La leadership sovietica cercò di rallentare o fermare i cambiamenti in Cecoslovacchia attraverso una serie di negoziati. L’Unione Sovietica acconsentì a colloqui bilaterali con la Cecoslovacchia a luglio a Čierna nad Tisou, vicino al confine slovacco-sovietico. Durante l’incontro, Dubček ha cercò di rassicurare i sovietici ed i leader del Patto di Varsavia che era ancora amico di Mosca, sostenendo che le riforme erano una questione interna. Pensava di aver imparato una lezione importante dal fallimento della rivoluzione ungherese del 1956, quando i leader si erano spinti fino al ritiro dal Patto di Varsavia. Dubček credeva che il Cremlino gli avrebbe dato mano libera nel perseguire la riforma interna fintanto che la Cecoslovacchia fosse rimasta un membro fedele del blocco sovietico. Nonostante i continui sforzi di Dubček per sottolineare questi impegni, Breznev e altri leader del Patto di Varsavia rimasero diffidenti, vedendo la libertà di stampa come una minaccia alla fine del governo monopartitico in Cecoslovacchia e (per estensione) altrove nell’Europa orientale.
Nella notte tra il 20 e il 21 agosto 1968, le forze militari di tutti gli stati membri del Patto di Varsavia (eccetto Albania e Romania) entrarono in Cecoslovacchia. Gli eserciti occupanti presero rapidamente il controllo di Praga e dell’edificio del Comitato Centrale, mettendo Dubček e altri riformatori sotto la custodia sovietica. Ma, prima di essere arrestati, Dubček esortò il popolo a non resistere militarmente, con la motivazione che “una difesa militare avrebbe significato esporre i popoli ceco e slovacco a un insensato bagno di sangue”. Nel corso della giornata, Dubček e gli altri furono portati a Mosca su un aereo da trasporto militare sovietico.
La resistenza non violenta della popolazione ceca e slovacca, che ritardò la piena resa alle forze del Patto di Varsavia di otto mesi interi (contro con la stima dei militari sovietici di quattro giorni), divenne un ottimo esempio di difesa a base civile. Nel frattempo, le stazioni radio chiedevano agli invasori di tornare a casa: “Lunga vita alla libertà, Svoboda, Dubček”. Tuttavia, i riformatori furono costretti ad aderire alle richieste sovietiche, firmando il Protocollo di Mosca (col solo rifiuto di František Kriegel) e ponendo fine alla Primavera di Praga.
Dubček e la maggior parte dei riformatori vennero rimandati a Praga il 27 agosto, e Dubček mantenne il suo incarico di primo segretario del partito fino all’aprile 1969. I risultati della Primavera di Praga non furono annullati immediatamente, ma in un periodo di diversi mesi.
Nel gennaio 1969 Dubček fu ricoverato a Bratislava lamentando un raffreddore e dovette annullare un discorso. Si sparse la voce che la sua malattia fosse causata da dello stronzio radioattivo mescolato nella sua zuppa durante la sua permanenza a Mosca nel tentativo di ucciderlo. Tuttavia, un rapporto dell’intelligence statunitense ha scartato questa ipotesi per mancanza di prove.
Dubček fu costretto a dimettersi da Primo Segretario nell’aprile 1969, in seguito alle rivolte di hockey cecoslovacche. Fu rieletto all’Assemblea federale (come veniva ora chiamato il parlamento federale) e ne divenne il presidente. Successivamente fu inviato come ambasciatore in Turchia (1969-1970), presumibilmente nella speranza che avrebbe disertato in Occidente, cosa che tuttavia non si verificò. Nel 1970 fu espulso dal Partito comunista e perse i seggi nel parlamento slovacco (che aveva ricoperto ininterrottamente dal 1964) e nell’Assemblea federale.