در ۱۶ مردادماه ۱۳۵۶ محمدرضاشاه که با نارضایتی روزافزون عمومی و مشکلات فراوان اقتصادی مواجه بود، هویدا را از سمت نخست‌وزیری برکنار کرد و پست وزارت دربار را به او داد و آموزگار را به‌جای او نشاند. درواقع شاه بر آن بود که با طرح وعده «گسترش فضای باز سیاسی از طریق واردکردن اعضای جدید و جوان کابینه» درصدد جلب نظر مخالفان برآید و در همین خصوص دولت آموزگار را سکوی پرش به دوره «آزادی، پیشرفت و دموکراسی» اعلام کرد.
شرق در ادامه نوشت: در عرصه بین‌المللی با پیروزی کار‌تر در انتخابات ریاست‌جمهوری آمریکا در ۱۲ آبان ۱۳۵۵، حمایت نامحدود خارجی از بعضی سیاست‌های رژیم کاهش چشمگیری یافت. دولت هویدا دیگر مورد حمایت دموکرات‌ها نبود. به علاوه شاه برای پیروزی جمهوریخواهان هزینه فراوانی کرده بود و این امر او را بیشتر در مقابل انتقادات دموکرات‌های آمریکا قرار داد.
آموزگار پس از انتصاب به سمت نخست‌وزیری، در مرداد ۱۳۵۶ از دبیرکلی استعفا داد و به‌جای او محمد باهری، معاون وقت وزارت دربار، در همین تاریخ به این سمت انتخاب شد و داریوش همایون قائم‌مقام او شد. آموزگار کابینه پیشنهادی‌اش را با وعده انقلاب اداری و تدوین و اجرای برنامه‌های خاص برای مبارزه با فساد به مجلس شورای ملی برد و در روز سوم شهریور ۵۶ رأی اعتماد گرفت.
چند ماه بعد در روز پنجم دی‌ماه ۱۳۵۶ شاه در دیدار با اعضای دفتر سیاسی و هیئت اجرائی حزب رستاخیز «جدایی پست دبیرکلی حزب را از سمت نخست‌وزیری به مصلحت ندانست»، این‌چنین بود که جمشید آموزگار، نخست‌وزیر وقت، این‌بار نه با رأی اعضای حزب که به حکم شاه، برای بار دوم دبیرکل حزب رستاخیز شد و جواد سعید به‌عنوان قائم‌مقام او و محمود جعفریان، محمدرضا عاملی‌تهرانی و محمدحسین موسوی به سمت معاونان او در حزب تعیین شدند.
آموزگار در شرایطی به نخست‌وزیری رسید که جامعه ایران در آستانه انقلاب اسلامی قرار داشت. با آشکارشدن ناتوانی دولت در درک و انجام خواسته‌های واقعی اقشار مختلف مردم، دولت آموزگار از نیمه دوم۱۳۵۶ با اقدامات گسترده مخالفان در داخل و خارج مواجه شد. اجتماعات مذهبی و دانشگاهی به‌طور روزافزون دامنه اعتراضات خود را گسترده‌تر کردند، به‌طوری‌که تا پایان سال حوادثی که محرک مردم برای شرکت فعال در اعتراض به دولت بود، جنبه عمومی و مردمی یافت و به موازات آن دولت عملا نشان داد که چندان پایبند به شعار‌ها و برنامه‌های سیاسی خود نیست.
افزایش اجتماعات مذهبی با مرگ مشکوک آیت‌الله سیدمصطفی خمینی، فرزند امام در آبان ۱۳۵۶، به شکل اعتراض شدید به سیاست‌های سرکوبگرانه دولت، بروز کرد و تداوم این اجتماعات در مناسبت‌هایی مانند ۱۶ آذر، در دانشگاه‌های کشور و ۱۷دی ماه، مخالفت‌ها را عمومیت بخشید. به‌خصوص چاپ مقاله توهین‌آمیز «ایران و ارتجاع سرخ و سیاه» به قلم احمد رشیدی‌مطلق علیه امام خمینی در روزنامه اطلاعات در تاریخ ۱۷ دی ۱۳۵۷ موجبات اعتراض سراسری را در شهر‌های بزرگ فراهم کرد.
مردم و روحانیون شهر قم، در اعتراض به مقاله اهانت‌آمیز روزنامه اطلاعات دست به راهپیمایی زدند و با دخالت نیرو‌های پلیس گروه کثیری شهید و زخمی شدند. به دنبال آن مراجع تقلید این اقدام رژیم را محکوم کرده و به خانواده قربانیان و مجروحان تسلیت گفتند. امام خمینی نیز پس از شنیدن خبر هجوم مأموران رژیم به مردم، در شهر قم، به مدت یک هفته درس و نماز جماعت خود را تعطیل اعلام کردند.
در ۳۱ ژانویه ۱۹۷۸ پارسونز، سفیر بریتانیا در تهران، یک گزارش محرمانه ۱۵صفحه‌ای تحلیلی جدید با عنوان «مشکلات داخلی در ایران» خطاب به دیوید اوئن، وزیر خارجه کشورش ارسال کرد و در آن حدود یک سال قبل از پیروزی انقلاب اسلامی، از «احساس نارضایتی اجتماعی و سیاسی که کشور در حال گذار از آن است»، سخن گفت.
همان زمان جمشید آموزگار در واکنش به اظهار نگرانی برخی محافل خارجی، در خصوص نفوذ گسترده مذهبی‌ها در میان مردم، ناباورانه قدرت آن‌ها را رو به زوال اعلام کرد. اما این تحلیل چندان واقع‌بینانه به نظر نمی‌رسید. پس از سخنرانی امام به مناسبت چهلم شهدای قم، مراسمی به همان مناسبت در ۲۹ بهمن در شهر تبریز برگزار شد و مأموران مسلح رژیم با حمله به مردم حادثه‌ای دیگر آفریدند.
با شکل‌گیری قیام تبریز، در این شهر حکومت نظامی اعلام شد. از طرفی جمعی از روحانیت مبارز تهران با انتشار بیانیه‌ای از مبارزات مردم تبریز، خصوصا در بزرگداشت چهلم شهدای قم تجلیل کردند و خواستار ادامه مبارزه تا پیروزی شدند. آموزگار قیام مردم تبریز را برانگیخته دست بیگانگان شمرد و تظاهرکنندگان را از اهالی تبریز ندانست. پس از آن شاه نیز حوادث تبریز را اتحاد نامقدس بین کمونیسم و اشخاص مرتجع اعلام کرد.
آموزگار پس از بروز آرامش نسبی در خرداد و تیرماه۱۳۵۷ در مصاحبه با روزنامه السیاسه با اطمینان بیان کرد: «آشوب‌هایی که در ایران روی داد، برای همیشه به پایان رسیده است» و به این طریق منکر وجود مشکلات اساسی در رژیم و مخالفت جدی مردم با برنامه‌ها و سیاست‌های رژیم سلطنتی شد.
در هشتم و نهم فروردین۱۳۵۷ و با نزدیک‌شدن چهلم شهدای تبریز، مردم در شهر‌های تهران، اصفهان، آبادان، آباده، قزوین، کاشان، بابل، تبریز، شیراز و برخی شهرستان‌ها به مناسبت این روز دست به تظاهرات زدند. تظاهرات یزد به خاک و خون کشیده شد و شهر جهرم نیز شاهد حوادثی مانند یزد بود. چند روز بعد، حرکت سراسر مردم کشور در چهلم شهدای تبریز، در مطبوعات انعکاس وسیعی داشت.
چندی نگذشت که موج عظیمی از مخالفت‌های مردم سراسر شهر‌های ایران را فراگرفت. در ۲۵ مرداد ۱۳۵۷ در شهر‌های اصفهان، نجف‌آباد، شهرضا، همایون‌شهر، اعتراضات علیه دولت به اوج رسید و در همین ایام حکومت نظامی در این شهر‌ها اعلام شد. از این پس مردم علنا خواهان سقوط شاه و تغییر رژیم شدند. یک هفته بعد از فاجعه سینمای رکس آبادان در ۲۸ مرداد ۱۳۵۷ که منجر به کشتار حدود ۳۷۷ نفر از اهالی شهر شد، آموزگار در مقابل اعتراض عمومی در سراسر کشور به علت ناتوانی در پاسخ‌گویی به خواسته‌های مردم، از مقام نخست‌وزیری و دبیرکلی حزب رستاخیز استعفا داد.
هفت روز پس از استعفای آموزگار، حزب رستاخیز متلاشی و مدتی بعد منحل شد. به دنبال آن آزادی احزاب اعلام شد و استعفای آموزگار مورد پذیرش شاه قرار گرفت.
پس از آن واقعه، آموزگار عملا از منظومه قدرت دربار خارج شد و از شاه به‌عنوان محور قدرت رژیم آرام‌آرام فاصله گرفت. پس از اینکه دولت ازهاری برای مهار انقلاب، تعدادی از دست‌اندرکاران دولت‌های گذشته از جمله هویدا، نخست‌وزیر اسبق را دستگیر کرد و به حبس فرستاد، آموزگار با اجازه شاه و دریافت گذرنامه سیاسی به بهانه بیماری همسرش از کشور خارج شد. در اوایل آذر ۱۳۵۷ نام آموزگار در فهرست ۱۴۴نفری منتشرشده از سوی کارکنان بانک مرکزی بود که از کشور ارز خارج کرده بودند.
با پیروزی انقلاب اسلامی، نام جمشید آموزگار در فهرست اسامی ممنوع‌الخروج‌ها از کشور منتشر شد که از ۱۳۴۱ در کشور مسئولیت عالی‌رتبه داشتند. به دنبال آن اموال او طبق حکم غیابی دادستانی انقلاب در فروردین ۱۳۵۸ به نفع بنیاد مستضعفان مصادره شد. آموزگار پس از ترک ایران ابتدا به ایالت فلوریدای آمریکا رفت، سپس در ایالت میامی نزد پدرزن یهودی خود مقیم شد و به‌همراه جهانگیر آموزگار که مدتی مسئولیت ریاست هیئت نمایندگی اقتصادی ایران در آمریکا را بر عهده داشت، شرکتی ساختمانی تأسیس کرد.