Жемчужина сначала возглавила трест мыловаренно-парфюмерной промышленности, а летом 1936 года — Главное управление мыловаренной и парфюмерно-косметической промышленности Наркомата пищевой промышленности. Через год она уже заместитель наркома пищевой промышленности.
«Она вышла из работниц, была способной и энергичной, быстро соображала, обладала организаторскими способностями и вполне справлялась со своим обязанностями, — писал Анастас Микоян. — Кроме положительного, ничего о ней сказать не могу. Под ее руководством эта отрасль развивалась настолько успешно, что я мог поставить перед ней задачу, чтобы советские духи не уступали по качеству парижским. Тогда эту задачу в целом она почти что выполнила: производство духов стало на современном уровне, лучшие наши духи получили признание».
В январе 1939 года Сталин сделал Жемчужину наркомом рыбной промышленности. Так что супруги Молотовы теперь оба входили в состав правительства. Сталина эта семейственность не смущала. Он распорядился избрать Жемчужину депутатом Верховного Совета СССР и — на XVIII съезде партии — кандидатом в члены ЦК. Полину Семеновну наградили орденами Ленина, Трудового Красного Знамени, Красной Звезды, «Знак Почета».
Но именно в это время отношение Сталина к Молотову стало постепенно меняться. Сталин начинает отдаляться от Молотова, которому отныне отводится роль не соратника, а, как и всем, подручного вождя. Сталин продолжал обсуждать с Молотовым важнейшие вопросы, но решил поставить его на место и покончить с прежними приятельскими отношениями.
В 1937 году политбюро уволило сразу нескольких помощников Молотова, и он не смог их защитить. Потом Сталин нашел слабое место Вячеслава Михайловича — его жену…
В 1939 году глава правительства Молотов получил неожиданное назначение — стал одновременно еще и наркомом иностранных дел. Считается, что таким образом Сталин желал усилить внешнеполитическое направление. В реальности назначение Молотова в Наркоминдел было признаком начинающейся опалы: Вячеслав Михайлович, по существу, отстранялся от остальных дел. В том же году у его жены возникли куда более серьезные неприятности.
На нее завели дело в Наркомате внутренних дел — по обвинению в связях с «врагами народа и шпионами». Хотя по этому обвинению следовало судить прежде всего самого Сталина — это он назначал на высокие должности тех, кого потом сам объявлял врагами…
10 августа 1939 года политбюро приняло постановление, которое прошло под высшим грифом секретности — «особая папка». В нем говорилось, что жена Молотова, чье имя старательно не называлось, «проявила неосмотрительность и неразборчивость в отношении своих связей, в силу чего в окружении т. Жемчужиной оказалось немало враждебных шпионских элементов, чем невольно облегчалась их шпионская работа».