Under hans ledelse, under sloganet "Socialisme med et menneskeligt ansigt", ophævede Tjekkoslovakiet censuren på medierne og liberaliserede det tjekkoslovakiske samfund, hvilket gav næring til den såkaldte nye bølge i tjekkoslovakisk filmografi. Men han blev presset af stalinistiske stemmer inden for partiet samt den sovjetiske ledelse, der ikke kunne lide den retning, landet tog, og frygtede, at Tjekkoslovakiet kunne løsne båndene med Sovjetunionen og blive mere vestliggjort. Som følge heraf blev landet invaderet af de andre Warszawa-pagt-lande
Den 20.-21. august 1968 sluttede Prager foråret. Dubček trådte tilbage i april 1969 og blev efterfulgt af Gustáv Husák, der indledte normaliseringen. Dubček blev derefter udvist fra det kommunistiske parti i 1970.