В январе 1959 временным президентом Кубы был объявлен Мануэль Уррутия Льео, во главе правительства встал представитель умеренной оппозиции Миро Кардона. Однако уже в феврале 1959 было создано Революционное правительство во главе с Ф.Кастро, и его сторонники были назначены на все важнейшие государственные посты. Президентский пост, имевший теперь формальное значение, в июле 1959 перешел к члену Движения 26 июля Освальдо Дортикосу Торрадо. Создавались специальные «революционные трибуналы», судившие не только сторонников Батисты, но также оппозиционеров. В ноябре 1959 власти взяли под свой контроль профсоюзное движение страны.

В новом руководстве первоначально не было единого представления о масштабах дальнейших реформ. В мае 1959 правительство издало декрет об аграрной реформе. В соответствии с ним, на Кубе были ликвидированы частные латифундии и землевладение иностранцев. Более 40% земель перешли в государственный сектор сельского хозяйства, остальные – распределены среди крестьян. Реформа нанесла удар по американским сахарным компаниям и вызвала недовольство США.

Надежды на то, что новая власть сумеет договориться с США, быстро таяли. США угрожали уменьшить ввоз кубинского сахара и ограничить туризм. Американские фирмы стали сворачивать инвестиции на Кубе. Напротив, Советский Союз пытался установить на острове свое влияние (особенно после визита на Кубу советской делегации во главе с Анастасом Микояном в феврале 1960). В 1960 США ввели эмбарго на импорт сахара с Кубы, сократили нефтяные и продовольственные поставки, а американские нефтеочистительные заводы на острове отказались перерабатывать поставляемую из СССР нефть. Тогда кубинские власти осуществили в августе – октябре 1960 национализацию предприятий, принадлежащих американским, а также крупным и средним кубинским предпринимателям. В руках государства оказались до 90% промышленности. 2 января 1961 США разорвали дипломатические отношения с Кубой, а в апреле того же года поддержали высадку отряда в 1500 вооруженных кубинских оппозиционеров в заливе Кочинос. Но эта акция потерпела полную неудачу; отряд был разгромлен. Рассчитывая на дальнейшую помощь СССР, Ф.Кастро провозгласил 1 мая 1961 кубинскую революцию «социалистической».

Власти страны разгромили всякую оппозицию. Деятельность оппозиционных партий была прекращена, а три лояльные организации (Революционное движение 26 июля, Народно-социалистическая партия и Революционный директорат 13 марта) объединены в единую государственную партию, которая в 1965 стала называться Коммунистической. Из рабочих организаций изгонялись прежде влиятельные анархо-синдикалисты и независимые активисты, которые протестовали против огосударствления рабочего движения и общественных организаций и требовали взамен внедрения государственного контроля над развитием самоуправления, добровольных кооперативов и коммун. Многие противники режима не только «справа», но и «слева» подверглись жестоким преследованиям, были арестованы или погибли.

По мере ухудшения отношений с США, укреплялись связи Кубы с СССР. В 1962 США ввели эмбарго на торговлю с Кубой, добились ее исключения из Организации Американских Государств, а в 1964 – введения со стороны ОАГ дипломатических и торговых санкций против Кубы. В 1962, когда на острове были размещены советские ракеты, дело едва не дошло до войны. США начали военно-морскую блокаду Кубы. «Карибский кризис» был урегулирован, а советские ракеты выведены. Хотя США пообещали не вторгаться на остров, Ф.Кастро был недоволен компромиссом, и это привело к временному охлаждению между Гаваной и Москвой. Зато расширились связи правительства Кастро с Китайской Народной Республикой, которая призывала к более жесткому антиамериканскому курсу и поддерживала лозунги вооруженной борьбы.

Ф.Кастро провозгласил намерение обеспечить экономическую независимость Кубы, для чего предполагалось развернуть форсированную индустриализацию. Но эта переориентация вызвала застой в сельском хозяйстве и нехватку продовольствия, а на амбициозные промышленные проекты не доставало денег. На острове не было сырья для обрабатывающей промышленности. В мае 1963 Ф.Кастро отправился в СССР и согласился ориентироваться на первоочередное развитие производства сахара. Одновременно в 1963 была начата новая аграрная реформа, и к 1969 все аграрные хозяйства были национализированы за исключением 30% земель, оставшихся в индивидуальном владении.

Все остальные аграрные хозяйства были национализированы. В 1970 на Кубе удалось собрать рекордное количества сахара – 8,5 миллионов тонн. Власти сумели добиться определенной стабилизации экономического положения: обеспечить почти 4%-ный ежегодный рост ВВП, построить и расширить предприятия легкой, металлургической и других отраслей, ликвидировать безработицу и несколько поднять жизненный уровень населения. Кубинская медицина оказалась в 1970-х годах на передовых позициях в Латинской Америке.

Но, несмотря на это, в конце 1960-х – начале 1970-х годов зависимость от СССР – основного покупателя кубинского сахара и поставщика топлива – усилилась. В 1972 Кубу приняли в Совет экономической взаимопомощи. Напротив, отношения с Китаем в 1966 ухудшились из-за разногласий по вопросу о торговом соглашении.