Ia menggantikan Yulia Tymoshenko pada 8 September2005 sebagai Pelaksana Tugas Perdana Menteri Ukraina dan resmi menjabat perdana menteri pada 22 September2005. Ia juga pemimpin oblast Dnipropetrovska sejak 1 April2005. Posisinya sebagai Perdana Menteri terancam ketika parlemen menyatakan mosi tidak percaya pada 10 Januari2005. Alasan mosi tidak percaya mengenai pemerintahan yang telah menciptakan krisis gas karena tidak mau membayar harga gas dari Rusia dua kali lipat dari yang disepakati dalam perjanjian sebelumnya. Atas langkah parlemen tersebut, Presiden Viktor Yushchenko mengatakan bahwa Perdana Menteri tetap menjalankan tugas hingga pemilu parlemen pada 26 Maret 2005. Presiden Viktor Yushchenko bahkan menuduh Rusia berada di balik mosi tidak percaya parlemen yang bertujuan menekan pemerintahan yang pro-Barat dan di sisi lain mencoba melepaskan diri dari pengaruh politik Rusia.
