En 1977 Banzer convocó a elecciones, casi tres años antes de su propio cronograma. La evidencia de que la bonanza económica se terminaba y abría paso a una severa crisis y la presión de la nueva administración estadounidense presidida por Jimmy Cárter y obsesionada por el respeto a los derechos humanos, impulsaron al gobierno a tomar la decisión. Pero el verdadero factor de inflexión surgió del seno del país.
La profunda debilidad del régimen del Gral. Torres determinó su inevitable caída. Sectores de derecha, la empresa privada, una gran parte de las FF.AA. y la participación de FSB y el MNR, confluyeron en la organización del golpe que se originó en Santa Cruz. El movimiento estuvo liderizado por el Cnl. Banzer que fue arrestado el mismo día del levantamiento (19 de agosto). Banzer había irrumpido en el escenario político de esos días al enviar junto al cnl. Edmundo Valencia, siendo comandante del colegio militar, una dura carta a Juan Lechín (9 de diciembre de 1970) en la que lo desafiaba a un debate público sobre el futuro de las FF.AA., a las que Lechín criticaba sin cesar, el debate nunca se realizó. En enero de 1971 Banzer fue destinado a Curahuara de Carangas. En esos días (11 de enero) protagonizó un frustrado intento de golpe de estado fue dado de baja y exiliado a la Argentina.
El golpe fue gestado en una combinación de dos sectores, el militar y el civil. El militar estuvo encabezado por el mayor Humberto Cayoja. Entre los altos oficiales se encontraba el Gral. Remberto Iriarte y también el Cnl. Hugo Banzer que logró importante ascendiente tras su acción subversiva de enero de 1971 desde el colegio militar. El sector civil tenía como cabeza a Mario Gutiérrez jefe de FSB, Ciro Humbolt y Raúl Lema como representantes de Paz Estenssoro a la sazón exiliado en Lima.
La acción subversiva tomó un giro definitivo cuando en confuso incidente en junio de 1971, Humberto Cayoja fue gravemente herido cuando intentaba entrar a Bolivia desde Paraguay junto a Banzer y otros conspiradores. Cayoja siempre dijo que ese fue un atentado perpetrado por los propios miembros del grupo que lo acompañaba. Repuesto de la herida participó en las acciones subversivas de agosto pero en una posición subalterna.
El golpe estalló el 19 de agosto y en el participaron además de les citados, el Gral. Florentino Mendieta y en Santa Cruz el Cnl. Andrés Selich. Los primeros y violentos enfrentamientos se produjeron en Santa Cruz. En la plaza principal cruceña se produjo una refriega entre manifestantes rebeldes y universitarios, la universidad Rene Moreno fue tomada con la presencia del regimiento Manchego comandado por Selich. Ese mismo día Banzer fue detenido y trasladado a La Paz.
El 20 una bomba destrozó el palco donde los rebeldes manifestaban su triunfo que cobró víctimas entre ellas la hermana de Mario Gutiérrez. En represalia Selich ordenó la muerte de los estudiantes presos, se masacró a más de veinte de ellos. Entre el 19 y el 20 se plegaron al golpe Beni, Pando y Cochabamba, tras algunas escaramuzas. Oruro cayó en manos rebeldes a pesar de las esperanzas del gobierno de una resistencia minera, pero la acción de los Rangers de Challapata desbarató esa posibilidad. En La Paz en la tarde del 21 de agosto se combatió fieramente en Miraflores, las proximidades del Gran Cuartel y el cerro de Laikakota. Trabajadores, estudiantes y el regimiento Colorados comandado por Rubén Sánchez, intentaron la toma del Gran Cuartel en acciones sangrientas, pero progresivamente las unidades militares fueron volcando su apoyo de Torres a Banzer y se impusieron. El Gral. Torres salió al exilio, al igual que dirigentes como Lechín, su gabinete y el mayor Rubén Sánchez, último bastión de la defensa gubernamental. A pesar de las aspiraciones personales de Iríarte y Mendieta que apelaban a su mayor jerarquía en el escalafón militar, Banzer llegó a palacio el 21 de agosto y juró a la presidencia basado en el liderazgo que había asumido claramente a1 comenzar ese mes. Inmediatamente se clausuraron las actividades de la COB y los partidos de izquierda. El nuevo régimen fue particularmente duro con los universitarios que tanto en La Paz como en Santa Cruz resistieron hasta después del mismo 21. El saldo de esas tres jornadas fue 98 muertos y 560 heridos.