Расстановка политических сил в стране была нестабильна в связи с тем, что Папандреу лояльно относился к левым, и группа военных («черных полковников») под предводительством Георгиоса Пападопулоса и Стилиапоса Патакоса 21 апреля 1967 г. возглавила переворот. В стране был установлен режим военной хунты (создано военное правительство), а премьер-министром назначен Панадоиулос. Король Константин предпринял неудачную попытку провести контрпереворот в декабре, после чего бежал и Рим, а затем в Лондон.
Полковники ввели в стране военный режим: были запрещены политические партии и профсоюзы, введена цензура, начались многочисленные аресты, пытки и изгнание диссидентов. В июне 1972 г. Панадоиулос объявил Грецию республикой и назначил себя президентом.
17 ноября 1973 г. у здания афинского Политехнического университета появились танки — власти пытались разогнать студенческий митинг, участники которого призывали к свержению хунты, поддерживаемой США. И хотя число жертв среди студентов до сих пор точно неизвестно (как сообщалось, более 20 студентов были убиты и сотни ранены), эти события привели в конечном итоге к ликвидации хунты.
Вскоре после этого глава военной полиции Димитриос Янидис сместил Пападопулоса с поста президента. В июле 1974 г. Янидис попытался навязать Кипру союз и свергнуть правительство Макариоса. Макариос, опасаясь за собственную безопасность, бежал. Хунта назначила на его пост экстремиста Никоса Сампсона (бывшего лидера ЭОКА). Впоследствии Турция направила на Кипр свои войска, которые заняли северную часть острова, тем самым разделив страну и вынудив 200 тыс. греков-киприотов покинуть свои дома и искать убежища на юге (местонахождение более 1500 человек осталось неизвестным).
Режим «черных полковников» пал. Караманлис возглавил партию Народная демократия (НД); партия набрала большинство голосов на выборах в ноябре 1974 г., одержав победу над вновь сформированным Объединенным греческим социалистическим союзом (ПАСОК), во главе которой стоял Апдреас Папандреу (сын Георгиоса). На референдуме 69% голосов было отдано против восстановления монархии. Запрет на создание коммунистических партий был снят. Бывшая греческая королевская семья живет в Лондоне, ее члены не отказались от своих титулов. Разногласия между бывшим королем Константином и греческим правительством по поводу имущества были разрешены в 2002 г., и члены королевского семейства теперь часто приезжают в Грецию как частные лица.