Joszif Visszarionovics Sztálin pártfőtitkár, "a népek atyja" a kongresszus idején már három éve halott volt. 1953. március 5-én bekövetkezett halála után, az év júliusában az SZKP Központi Bizottsága Elnökségének Nyikita Szergejevics Hruscsov köré tömörült csoportja megakadályozta a diktátor belügyi-állambiztonsági gépezetét működtető Lavrentyij Berija hatalomátvételét, s a véreskezű hóhért kivégezték. 1953 szeptemberében Hruscsovot választották az SZKP KB első titkárává. Megindult a koncepciós perek felülvizsgálata, a törvénytelenségek áldozatainak rehabilitálása, mérsékelték a rendkívüli centralizációt az állami és a pártélet, a közigazgatás és a gazdaság területén. Ugyanakkor a Szovjetuniót még továbbra is átszőtte a koncentrációs táborok hálózata, a gulág, ahol milliókat tartottak fogva elviselhetetlen körülmények között, a legfelső vezetésben pedig ott ültek Sztálin közeli munkatársai, mint Molotov, Vorosilov és Kaganovics, akik - korábban Hruscsovval együtt - tevékeny szerepet játszottak a diktatúra működtetésében.

Az SZKP XX. kongresszusán 1436 küldött vett részt 7,2 millió párttag és tagjelölt képviseletében, és 55 külföldi kommunista párt képviseltette magát. A 12 munkanap során megvitatták és elfogadták a hatodik ötéves terv irányelveit, s olyan, évekig hangoztatott, "történelminek" minősített megállapításokat fogalmaztak meg, hogy a szocializmus világrendszerré változott, a világkapitalizmus pozíciói pedig jelentősen meggyengültek. Megerősítették a különböző társadalmi rendszerű országok békés egymás mellett élésére vonatkozó lenini tézist, elvetették a forradalom exportjának gondolatát. Kimondták, hogy lehetőség van a világháború megakadályozására, s hogy a szocializmusba való átmenet eltérő formákat ölthet a különböző országokban. Belpolitikai vonatkozásban célként tűzték ki, hogy a legrövidebb történelmi időszakon belül gazdasági tekintetben utol kell érni és túl kell szárnyalni a legfejlettebb tőkés országokat.

A kongresszus a sztálini személyi kultusz és kísérő jelenségeinek leleplezése által vált történelmi jelentőségűvé. Hruscsov pártfőtitkár a tanácskozás utolsó napján, 1956. február 25-én zárt ülésen mondta el "A személyi kultuszról és következményeiről" című referátumát. A küldöttek megrendülve és döbbenettel hallgatták a felsorolást a Szovjetunió korábbi vezetőjét terhelő bűnökről, az általa jóváhagyott törvénytelen elnyomásról, kegyetlen kínvallatásokról, arról, hogyan likvidálta a világháború előtt a Központi Bizottság kétharmadát, a XVII. pártkongresszus küldötteinek több mint a felét, hogy a német támadás küszöbén lényegében lefejezte a Vörös Hadsereg vezérkarát. Hruscsov beszélt a "gazda" torz vezetési módszereiről, milliók életét kioltó, mindenkiben ellenséget sejtő, beteges üldözési mániájáról, a személye körül kialakult mérhetetlen kultuszról.

A beszéd fölött nem nyitottak vitát, s még aznap tájékoztatták az elmondottakról a jelen lévő külföldi pártküldöttségeket is. A dokumentum kijutott Nyugatra, s néhány hét múlva Washingtonban ki is nyomtatták. Egyes vélemények szerint ez Hruscsovéknak is érdekében állhatott, mert ha a beszéd tartalma titokban marad, nem éri el a remélt hatást. A Szovjetunióban a kongresszust követően a helyi pártszervezetekben ismertették a zárt ülésen elhangzottakat, de magát a teljes szöveget először csak 1989 áprilisában publikálták.

A neves történész, Roj Medvegyev értékelése szerint Hruscsov "elsősorban a XX. kongresszuson mutatott rendkívüli bátorságának köszönhetően írta be nevét a világtörténelembe,... feledtetve minden korábbi és későbbi hibáját". (Néhány hónappal később például ő adott parancsot az 1956-os magyar forradalom leverésére.) A főtitkár óriási személyes kockázatot vállalt beszédével, nem kisebbet, mint 1953-ban Berija letartóztatásával: csak a legszűkebb környezetének támogatására számíthatott, s nem tudhatta, nem fordul-e ellene Sztálin leleplezése. Állítólag a kongresszust néhány nappal megelőző KB-elnökségi ülésen Molotovék azzal akarták visszakozásra késztetni az eltökélt ukránt: "És mit fogsz saját magadról mondani, Nyikita? Mi mindannyian benne voltunk..." Ugyanakkor Hruscsov mellett szólt, hogy a sztálini terrorba már a felső vezetők is belefáradtak, a beszéd pedig nem ítélte el a sztálini elnyomás összes megnyilvánulását, így például a pártellenzék rehabilitációjának gondolata még fel sem vetődött.

A négyórás referátum elindította az ortodox kommunizmus bomlási folyamatát, addigi elveinek és gyakorlatának átértékelését. A nyugati országokban sokan elhagyták a kommunista pártokat, miközben Grúziában fegyverrel kellett fellépni a Sztálin mellett tüntetőkkel szemben. A Szovjetunióban rövid ideig tartó enyhülés következett: sokakat engedtek ki a lágerekből, az egykori koncepciós perek vádlottjainak nagy részét rehabilitálták, emberibb és elviselhetőbb légkör volt kialakulóban. A titkos beszéd közrejátszott abban is, hogy Hruscsov hatalmi helyzete megerősödött, ellenfelei elszigetelődtek. Molotov, Malenkov, Kaganovics és Sepilov "pártellenes csoportját" 1957 júniusában kizárták a Központi Bizottságból, s Hruscsov 1958-ban a miniszterelnöki tisztséget is átvette. Végső soron e megváltozott politikai légkörnek is köszönhető volt, hogy amikor 1964 októberében ellenfelei Hruscsovot félreállították, meghagyták az életét, még csak nem is száműzték, és 1971-ben bekövetkezett haláláig nyugdíjasként élhette napjait, igaz, házi őrizetben.