К 30-м гг. Батиста дослужился до сержанта. В это время на Кубе усилилось движение, направленное против диктатуры президента Мачадо, прозванного «президентом тысячи убийств». Из-за усиления полицейского террора из страны вынуждены были бежать почти все лидеры оппозиции, а оставшиеся создали строго законспирированную организацию ABC, поставившую своей целью свержение диктатуры. В эту организацию вступил и Батиста. 11 августа 1933 г. группа офицеров арестовала Мачадо и предложила ему покинуть страну. Он вместе со своими сподвижниками-генералами выехал в США.
Однако Куба продолжала бурлить. Правительство нового президента Сеспедеса не справлялось с ситуацией. Выражала недовольство и армия, особенно сержантский состав, поскольку правительство задерживало продвижение сержантов в чинах и собиралось понизить им жалование. В частях столичного гарнизона возник «заговор сержантов» во главе с Батистой. В ночь на 5 сентября 1933 г. отряд сержантов под его командованием захватил столичный военный городок Кампо Колумбиа. Офицеры частью были арестованы, частью разбежались, а большинство солдат примкнуло к восставшим. Правительство Сеспедеса было свергнуто. Власть перешла к хунте во главе с профессором медицины Рамоном Грау Сан-Мартином. Уже на следующий день после переворота Батиста был принят послом США Уэллесом. Эта встреча стала трамплином для его головокружительной карьеры.
8 сентября правительственным декретом Батиста был произведен «в чин полковника за военные заслуги и исключительную деятельность на благо родины» и назначен начальником генерального штаба. Тем временем США упорно отказывались признать правительство Сан-Мартина, организовав против него ряд заговоров. В январе 1934 г. новый посол США Д. Кэффери в категорической форме потребовал от Батисты осуществления государственного переворота. Спешно была сколочена «Революционная хунта», а 14 января Батиста под угрозой ареста принудил Сан-Мартина передать ей власть и провозгласил временным президентом К. Мендиету, тут же вернувшего собственность американским компаниям, которые были взяты под государственный контроль при Сан-Мартине. После этого США сразу же признали новое правительство. За ними сохранились военно-морская база в Гуантанамо и многочисленные привилегии.
В 1936 г. на пост президента был избран лидер либералов Гомес. Он пообещал восстановить демократические свободы и провести ограничения прав иностранцев на Кубе. Это вызвало недовольство США, и Батиста, возглавлявший армию и являвшийся фактически полновластным хозяином страны, отстранил Гомеса и провел на пост президента своего ставленника – полковника Ларедо Бру. Такое вопиющее беззаконие привело к бурным протестам, что заставило Батисту лавировать и постепенно смягчать режим. В 1940 г. была принята новая конституция Кубы. Вскоре состоялись выборы нового президента. Используя демагогию и поддержку государственного аппарата, обещая соблюдать конституцию и сотрудничать со всеми демократическими силами, победу на выборах одержал Батиста. На этом посту он пробыл четыре года.