در روز ۳ آبان ۱۳۰۲ رضاخان میرپنج، سردار سپه با حفظ سمت در مقام وزارت دفاع، از سوی احمدشاه قاجار به عنوان رئیس‌الوزرا برگزیده شد.
تاریخ ایرانی نوشت: «رضاخان که در پی کودتای سوم اسفند به عرصه سیاسی کشور وارد شده بود، از مدت‌ها قبل برای رسیدن به مقام رئیس‌الوزرایی تلاش می‌کرد. شاید کمتر کسی آینده‌ای برای قزاق جوان متصور بود اما او با استفاده از ضعف احمدشاه پله‌های ترقی را یکی پس از دیگری پیمود. احمدشاه، آخرین پادشاه قاجار اگر چه فردی تحصیلکرده و با سواد بود اما سرانجام مغلوب سیاست‌های زیرکانه رضاخان به ظاهر کم‌سواد شد.
از اسفند ۱۲۹۹ تا آبان ۱۳۰۲، در مجموع ۶ دولت بر سر کار آمدند ولی در تمام این دولت‌ها این رضاخان بود که در منصب سردار سپه قرار داشت. احمدشاه از میان چند گزینه معدودی که توان تشکیل کابینه را داشتند به تناوب رئیس‌الوزرا برمی‌گزید. سلیمان بهبودی، پیشکار مخصوص رضاخان می‌گوید: «فقط چند نفر بودند که تشکیل دولت می‌دادند. قوام‌السلطنه، مستوفی‌الممالک و مشیرالدوله. هر چند ماه یکی می‌رفت و یکی می‌آمد اما به حال حضرت اشرف [رضاخان] فرق نمی‌کرد. هر کس می‌آمد و می‌رفت ایشان کار خودش را می‌کرد. اواخر هر یک از آنان کاندید می‌شد، در واقع با موافقت حضرت اشرف می‌آمدند.» آخرین دولت قبل از ریاست وزرایی رضاخان، دولت مشیرالدوله بود. او پس از چهار ماه رئیس‌الوزرایی استعفا داد یا به قول مخبرالسلطنه هدایت، «رضاخان عذر مشیرالدوله را خواسته، خود کابینه تشکیل داد.»
وضع نابسامان کشور احمد شاه را ترغیب می‌کرد تا از میان ماندن و رفتن، جلای وطن را انتخاب کرده و به اروپا برود. در همان بحبوحه تردید احمدشاه بود که بمبی در نزدیکی استراحتگاه وی منفجر شد. این واقعه که برخی بعدها آن را به رضاخان نسبت دادند، شاه را در تصمیم خود مصمم‌تر کرد؛ هر چند رضاخان از تصمیم شاه استقبال می‌کرد اما افرادی در مجلس و دولت با این تصمیم همراه نبودند؛ چهره‌هایی چون مدرس، مصدق و مشیرالدوله، رئیس‌الوزرای وقت، ماندن شاه در ایران را ترجیح می‌دادند. هنگامی که مشیرالدوله از تلاش برای منصرف کردن احمد شاه از مسافرت نتیجه‌ای نگرفت، با مشورت مدرس به شاه پیشنهاد کرد پیش از سفر به اروپا، قوام‌السلطنه را به جای او به رئیس‌الوزرایی تعیین کند؛ چرا که مخالفان سردار سپه معتقد بودند «تنها کسی که می‌تواند با رضاخان دست و پنجه نرم کند، قوام‌السلطنه است.» شاه هم این پیشنهاد را پذیرفته بود ولی رضاخان پیش از استعفای مشیرالدوله و انتصاب قوام‌السلطنه از این نقشه آگاه شد و روز ۱۶ مهرماه با صدور دستور بازداشت قوام‌السلطنه این نقشه را خنثی کرد. قوام‌السلطنه را متهم کردند در توطئه‌ای برای ترور سردار سپه مشارکت داشته است. در حالی که گمان می‌رفت او را به همین اتهام در یک دادگاه نظامی محاکمه و به اعدام محکوم کنند، سرانجام با مداخله شاه، سرانجام رضاخان به تخفیف مجازات قوام‌السلطنه و تبعید او از ایران رضایت داد.
روز ۳۰ مهرماه ۱۳۰۲ همزمان تبعید قوام‌السلطنه که تحت‌الحفظ به مرز عراق فرستاده شد، خبر استعفای مشیرالدوله از مقام رئیس‌الوزرایی منتشر شد. سوم آبان ماه بود که رضاخان پس از مدت‌ها تلاش سرانجام توانست موافقت احمدشاه قاجار را که آخرین سال‌های حکومت تشریفاتی خود را می‌گذراند، برای احراز پست رئیس‌الوزرا جلب کند. او راساً حکم رئیس‌الوزرایی‌اش را از احمدشاه گرفت و چند روز بعد احمدشاه را که عازم مسافرت به اروپا بود، تا مرز قصر شیرین بدرقه کرد.
یکی از مهم‌ترین رویدادهای دوران رئیس‌الوزرایی رضاخان، طرح ایده جمهوری بود. پس از آن که احمدشاه راهی اروپا شد، رضاخان و چهره‌های همراهش هیاهوی فراوانی را برای ایجاد حکومت جمهوری به راه انداختند. این موضوع همزمان با تشکیل حکومت جمهوری لائیک توسط آتاتورک در ترکیه هر چند ظاهرا دلربا بود اما وقتی در مجلس مطرح شد، با مخالفت‌ها و تلاش‌های چهره‌هایی چون مدرس با شکست روبه‌رو شد.
رضاخان در مجموع دو سال و دوم ماه رئیس‌الوزرا بود و در این مدت چهار دولت تشکیل داد. اولین کابینه او، در ششم آبان ماه همان سال تشکیل شد. کابینهٔ دوم پس از این که احمدشاه او را تلگرافی معزول کرد و مجلس مجددا به او رأی اعتماد داد، در ۲۵ فروردین ۱۳۰۳ شکل گرفت. کابینهٔ سوم پس از استیضاح مدرس در ۷ شهریور ۱۳۰۳ به مجلس معرفی شد و آخرین کابینهٔ او در ۱۷ مرداد ۱۳۰۴ تشکیل شد. در این کابینه به سفارش مدرس، قوام‌الدوله وزیر داخله و نصرت‌الدوله فیروز وزیر عدلیه شد. سه ماه بعد از تشکیل این کابینه، مجلس رأی به انقراض سلسله قاجار داد. احمدشاه قاجار آخرین پادشاه این سلسله در دو سال آخر عمر به خاطر از دست دادن تدریجی اکثر اختیارات خود رهسپار اروپا شده و زمام امور کشور را به رضاخان ـ سردار سپه و نخست‌وزیر ـ سپرده بود.
رضاخان در غیاب شاه روز به روز موقعیت خود را بیشتر تحکیم بخشید و همزمان تلاش کرد تا با تبلیغات گسترده‌ای علیه احمدشاه، او را نسبت به سرنوشت مملکت لاقید و بی‌اعتنا نشان دهد. عوامل رضاخان در شهرهای مختلف این گونه تبلیغ می‌کردند که شاه علاقه‌ای به ایران ندارد و به دنبال عیاشی در فرنگ است. احمدشاه پس از تثبیت موقعیت رضاخان در ایران و به خصوص پس از رأی اعتمادی که با تهدید و ارعاب نمایندگان در ۲۲ فروردین ۱۳۰۳ از مجلس گرفت، برای بازگشت به ایران تردید داشت؛ تردیدی که با گسترش درگیری‌ها در مناطق مختلف کشور و افزایش ناامنی‌ها تشدید شد. هر چند قوای رضاخان به سرکوب این تحرکات و شورش‌ها انجامید اما بهانه‌ای برای هواداران رضاخان به ویژه عوامل بریتانیا بود که شاه جوان را به ادامه اقامت در اروپا ترغیب کنند.
پاییز ۱۳۰۴ که فرا رسید همزمان با تداوم اقامت احمدشاه در اروپا، تبلیغات عوامل رضاخان، اذهان عمومی را بیش از همیشه با سردار سپه همراه کرده بود. این چنین بود که سرانجام در نهم آبان ۱۳۰۴، ماده واحده‌ای در قالب طرح تقدیم مجلس شد که در آن خلع قاجاریه از سلطنت و سپردن حکومت موقت به رضاخان خواسته شده بود. این ماده واحده در همان روزِ طرح، در مجلس تصویب شد. ۱۰ روز پس از خلع احمدشاه از سلطنت، سفیر انگلستان نزد رضاخان رفت و طی یادداشتی از سوی دولت انگلستان حکومت وی را به رسمیت شناخت. فردای همان روز نیز سفیر شوروی نزد رضاخان رفته و به رسمیت شناختن حکومت او را توسط دولت متبوعش اعلام کرد. با این حمایت همه‌جانبه از سوی دولت‌های بزرگ خارجی، رضاخان روز ۱۵ آذر ۱۳۰۴ مجلس مؤسسان را با نطق خود افتتاح کرد. این مجلس پس از یک هفته بحث، رضاخان را به پادشاهی ایران برگزید و سلطنت را در خانواده او موروثی کرد.»